JP7030879B2 - Power supply - Google Patents
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Description
本開示は、静電容量を有する負荷に電力を供給する電源装置に関する。 The present disclosure relates to a power supply that supplies power to a load having a capacitance.
電圧供給先と静電容量とが直列に接続された構成の負荷が存在する。当該電圧供給先に矩形波の電圧を供給しようとする場合、静電容量の存在のため当該負荷に印加する電圧は三角波(台形波)とする必要がある。このような三角波電圧を発生する電源装置が特許文献1などに開示されている。
There is a load in which the voltage supply destination and the capacitance are connected in series. When trying to supply a square wave voltage to the voltage supply destination, the voltage applied to the load must be a triangular wave (trapezoidal wave) due to the existence of capacitance. A power supply device that generates such a triangular wave voltage is disclosed in
前記負荷には比較的大きな電力が求められており、特許文献1の電源装置は、比較的大きな電力の三角波電圧を生成するためにオペアンプ(パワーアンプ)を使用する回路を有する。しかし、オペアンプを使用する電源装置は高価であり、電力損失も大きいという課題がある。
The load is required to have a relatively large amount of electric power, and the power supply device of
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、低価格で電力損失が小さい電源装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply device at a low price and having a small power loss in order to solve the above problems.
上記目的を達成するために、本発明に係る電源装置は、オペアンプを使用せず、リアクトル値が大きなチョークを定電流源とし、スイッチ素子によるスイッチングによって三角波電圧を生成することとした。 In order to achieve the above object, the power supply device according to the present invention does not use an operational amplifier, uses a choke having a large reactor value as a constant current source, and generates a triangular wave voltage by switching by a switch element.
具体的には、本発明に係る電源装置は、電圧供給先と電圧供給先に対して直列の負荷容量成分とを有する負荷が接続される出力端に印加電圧を供給する電源装置であって、
三角波発生回路、バイアス重畳回路及び制御回路を備え、
前記三角波発生回路は、
電圧源が接続される入力端側と前記バイアス重畳回路が接続される接続端側とに接続され、2つのスイッチ素子、2つのインダクタ及び1つの出力コンデンサを組み合わせ、前記出力コンデンサの両端電圧を前記接続端に出力するスイッチング回路を有し、
前記バイアス重畳回路は、
前記接続端側と前記出力端側とに接続され、前記三角波発生回路の前記接続端に出力される前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳する又は重畳しないの切り替えを行い、前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳した電圧又は重畳していない電圧を前記出力端に出力する回路構成であり、
前記制御回路は、
前記電圧供給先に前記印加電圧を供給する時に、前記出力コンデンサの両端電圧に前記一定電圧を重畳するように前記バイアス重畳回路を制御する
ことを特徴とする。
Specifically, the power supply device according to the present invention is a power supply device that supplies an applied voltage to an output terminal to which a load having a load capacitance component in series with a voltage supply destination and a voltage supply destination is connected.
Equipped with a triangular wave generation circuit, bias superimposition circuit and control circuit,
The triangular wave generation circuit is
It is connected to the input end side to which the voltage source is connected and the connection end side to which the bias superimposition circuit is connected, two switch elements, two inductors and one output capacitor are combined, and the voltage across the output capacitor is set to the above. It has a switching circuit that outputs to the connection end, and has a switching circuit.
The bias superimposition circuit is
A constant voltage is superimposed or not superimposed on the voltage across the output capacitor that is connected to the connection end side and the output end side and is output to the connection end of the triangular wave generation circuit, and the output capacitor is switched. It is a circuit configuration that outputs a voltage in which a constant voltage is superimposed on a voltage across both ends or a voltage that is not superimposed on the output end.
The control circuit is
It is characterized in that the bias superimposition circuit is controlled so as to superimpose the constant voltage on the voltage across the output capacitor when the applied voltage is supplied to the voltage supply destination.
本電源装置は、オペアンプを使用せず、スイッチ素子の切り替えで三角波電圧を生成する。従って、本発明は、低価格で電力損失が小さい電源装置を提供することができる。 This power supply device does not use an operational amplifier, and generates a triangular wave voltage by switching switch elements. Therefore, the present invention can provide a power supply device at a low price and with a small power loss.
本発明は、低価格で電力損失が小さい電源装置を提供することができる。 The present invention can provide a power supply device at a low cost and with a small power loss.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the components having the same reference numerals in the present specification and the drawings shall indicate the same components.
(実施形態1)
図1は、本実施形態の電源装置301を説明する図である。電源装置301は、電圧供給先Xと負荷コンデンサC7が直列に接続されている負荷50に印加電圧を供給する電源装置であって、
三角波発生回路10、バイアス重畳回路20及び制御回路40を備え、
三角波発生回路10は、
例えば、定電圧源(直流電源)V1などの電圧源が接続される入力端T1側とバイアス重畳回路20が接続される接続端T2側とに接続され、2つのスイッチ素子、2つのインダクタ及び1つの出力コンデンサを組み合わせ、前記出力コンデンサの両端電圧を接続端T2に出力するスイッチング回路を有し、
バイアス重畳回路20は、
接続端T2側と出力端T3側とに接続され、三角波発生回路10の接続端T2に出力される前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳する又は重畳しないの切り替えを行い、前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳した電圧又は重畳していない電圧を出力端T3に出力する回路構成であり、
制御回路40は、
電圧供給先Xに前記印加電圧を供給する時に、前記出力コンデンサの両端電圧に前記一定電圧を重畳するようにバイアス重畳回路20を制御することを特徴とする。
なお、電圧供給先Xに印加電圧を供給する期間全てにわたって前記一定電圧を重畳することだけでなく、電圧供給先Xに印加電圧を供給する期間の一部だけ前記一定電圧を重畳することでもよい。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
A triangular
The triangular
For example, it is connected to the input end T1 side to which a voltage source such as a constant voltage source (DC power supply) V1 is connected and the connection end T2 side to which the
The
A constant voltage is superimposed or not superimposed on the voltage across the output capacitor connected to the connection end T2 side and the output end T3 side and output to the connection end T2 of the triangular
The
It is characterized in that the
It should be noted that not only the constant voltage may be superimposed over the entire period in which the applied voltage is supplied to the voltage supply destination X, but also the constant voltage may be superimposed only in a part of the period in which the applied voltage is supplied to the voltage supply destination X. ..
電源装置301は、三角波発生回路が生成した所定周波数の三角波(台形波)の電圧に対し、バイアス重畳回路20が当該三角波(台形波)の周期内であって電圧値が一様に変動する時間に一定電圧を重畳する。このような一定電圧が重畳した三角波(台形波)の出力電圧を負荷50に供給することで、当該出力電圧のうち三角波(台形波)成分が負荷コンデンサC7に、一定電圧成分が電圧供給先Xに分圧される。負荷50は、電圧供給先Xに対して直列の負荷容量成分(負荷コンデンサC7)を有している。
In the
図2は、三角波発生回路10とバイアス重畳回路20の具体的な回路構成を説明する図である。三角波発生回路10は、
2つのスイッチ素子(SW1、SW2)を直列接続したスイッチング経路と出力コンデンサC6とが並列に接続されていること、
入力端T1の両端がそれぞれ前記スイッチング経路の両端に接続されていること、
入力端T1の両端と前記スイッチング経路の両端との接続の一方がインダクタL1で接続されていること、及び
2つのスイッチ素子(SW1、SW2)のいずれかにインダクタL2が接続されること
を特徴とする。
図2の三角波発生回路10aは、三角波発生回路10の一例であり、
入力端T1と接続端T2とに接続され、出力コンデンサC6の入力端T1側に2つのスイッチ素子(SW1、SW2)を直列接続したスイッチング経路を出力コンデンサC6と並列に接続し、
入力端T1と出力端T3との経路上であって、前記スイッチング経路の入力端T1側にインダクタL1を接続し、
前記スイッチング経路のスイッチ素子SW1に並列にインダクタL2を接続している
ことを特徴とする。
また、バイアス重畳回路20は、2つのバイアススイッチ(SW3、SW4)が並列し、バイアススイッチSW4に一定電圧を発生する直流電源V2が直列に接続されており、バイアススイッチSW3がバイパス経路となる回路構成である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the triangular
The switching path in which two switch elements (SW1 and SW2) are connected in series and the output capacitor C6 are connected in parallel.
Both ends of the input end T1 are connected to both ends of the switching path, respectively.
One of the connections between both ends of the input end T1 and both ends of the switching path is connected by the inductor L1, and the inductor L2 is connected to either of the two switch elements (SW1, SW2). do.
The triangular
A switching path connected to the input end T1 and the connection end T2 and connected in series with two switch elements (SW1 and SW2) on the input end T1 side of the output capacitor C6 is connected in parallel with the output capacitor C6.
An inductor L1 is connected to the input end T1 side of the switching path on the path between the input end T1 and the output end T3.
The inductor L2 is connected in parallel with the switch element SW1 of the switching path.
Further, in the
図2において、V1とV2は直流電源、SW1~SW4はスイッチ素子である。ここでは寄生ダイオードや寄生容量のない理想的なスイッチ素子として説明する。また、負荷コンデンサC7はブロッキングコンデンサである。インダクタL1とL2はチョークコイルである。 In FIG. 2, V1 and V2 are DC power supplies, and SW1 to SW4 are switch elements. Here, it will be described as an ideal switch element having no parasitic diode or parasitic capacitance. Further, the load capacitor C7 is a blocking capacitor. The inductors L1 and L2 are choke coils.
インダクタL1のインダクタンスを大きく(例えば、10mH)することで、リップル電流を抑えることができ、インダクタL1を定電流源とみなすことができる。後述するようにインダクタL1からの電流が負荷50に流れるので、リップル電流を制限する能力(インダクタL1のインダクタンス)が電圧供給先Xに印加される電圧Vxの精度に反映する。また、インダクタL2は、負荷50側に対して、インダクタL1とは逆向きの電流を供給することができるように接続し、動作させる。
By increasing the inductance of the inductor L1 (for example, 10 mH), the ripple current can be suppressed, and the inductor L1 can be regarded as a constant current source. As will be described later, since the current from the inductor L1 flows through the
[定電流負荷時の動作]
電圧供給先Xが印加電圧に関わらず一定の電流が流れる定電流負荷(図5(A)参照、ダイオード側のときは抵抗値ゼロで電流が流れる)のとき、具体的な電源装置301の動作を図3を用いて説明する。
図3は、各スイッチ素子SWの駆動信号(信号がある時がオン、すなわち導通状態)、負荷コンデンサC7の両端電圧VC7及び電圧供給先Xに印加される電圧VXの波形を説明する図である。制御回路40から各スイッチ素子SWに駆動信号が入力される。
[Operation under constant current load]
When the voltage supply destination X is a constant current load in which a constant current flows regardless of the applied voltage (see FIG. 5A, the current flows at a resistance value of zero on the diode side), the specific operation of the
FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform of a drive signal of each switch element SW (on when there is a signal, that is, a conduction state), a voltage VC7 across the load capacitor C7 , and a voltage VX applied to the voltage supply destination X. Is. A drive signal is input from the
期間aでは、スイッチ素子SW1のみがオンし、導通状態である。このとき、インダクタL1の電流は、インダクタL1、直流電源V1、出力コンデンサC6、インダクタL1の順で流れる。後述する期間hで蓄電された出力コンデンサC6は放電するので、期間aで出力コンデンサC6の両端電圧VC6が低下する。 In the period a, only the switch element SW1 is turned on and is in a conductive state. At this time, the current of the inductor L1 flows in the order of the inductor L1, the DC power supply V1, the output capacitor C6, and the inductor L1. Since the output capacitor C6 stored in the period h, which will be described later, is discharged, the voltage VC6 across the output capacitor C6 drops in the period a.
また、期間aでは、スイッチ素子SW2がオフ(信号がない時、すなわち非導通状態)、スイッチ素子SW1がオンなので、インダクタL2がスイッチ素子SW1で短絡された閉回路が形成される。 Further, in the period a, since the switch element SW2 is off (when there is no signal, that is, the non-conducting state) and the switch element SW1 is on, a closed circuit in which the inductor L2 is short-circuited by the switch element SW1 is formed.
期間b以降では、スイッチ素子SW3とSW4のオンオフの制御がなされる。図2の場合、制御回路40は、出力コンデンサC6の両端電圧VC6に一定電圧を重畳するときに一方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW4)をオン且つ他方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW3)をオフとし、出力コンデンサC6の両端電圧VC6に一定電圧を重畳しないときに一方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW4)をオフ且つ他方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW3)をオンとする。
After the period b, the on / off control of the switch elements SW3 and SW4 is performed. In the case of FIG. 2, the
期間bでは、スイッチ素子4がオンとなる。インダクタL1の電流は出力コンデンサC6と負荷50の双方に流れ、いずれの電流も定電流となる。電圧供給先Xに流れる電流値をIxとする。電圧供給先Xに流れる電流は負荷コンデンサC7にも流れる。このため、負荷コンデンサC7の両端電圧VC7は時間とともに一定の割合で変化していく。
In the period b, the
ここで、インダクタL1の電流IL1が
IL1=Ix(1+CC6/CC7)
となるように直流電源V1の電圧を設定することで、出力コンデンサC6の両端電圧と負荷コンデンサC7の両端電圧の傾き(電圧の時間変動の傾き)が同じになる。なお、CC6とCC7は出力コンデンサC6と負荷コンデンサC7の静電容量を表す。
Here, the current IL1 of the inductor L1 is IL1 = Ix (1 + C C6 / C C7 ).
By setting the voltage of the DC power supply V1 so as to be, the slope of the voltage across the output capacitor C6 and the slope of the voltage across the load capacitor C7 (the slope of the time fluctuation of the voltage) becomes the same. Note that CC6 and CC7 represent the capacitances of the output capacitor C6 and the load capacitor C7 .
この期間に、スイッチ素子SW4をオンすると、出力コンデンサC6と直列に直流電源V2が接続することになるので、出力端T3には出力コンデンサC6の両端電圧と直流電源V2の電圧VV2の合算値が出力される。出力端T3の電圧は負荷50の負荷コンデンサC7と電圧供給先Xに分圧される。出力コンデンサC6の両端電圧と負荷コンデンサC7の両端電圧とは同じ比率なので、電圧供給先Xには直流電源V2の電圧VV2で決定される電圧が印加されることになる。つまり、電圧供給先Xに印加したい電圧を直流電源V2の電圧VV2で設定することができる。
When the switch element SW4 is turned on during this period, the DC power supply V2 is connected in series with the output capacitor C6. Therefore, the sum of the voltage across the output capacitor C6 and the voltage VV2 of the DC power supply V2 is connected to the output terminal T3. Is output. The voltage at the output terminal T3 is divided between the load capacitor C7 of the
ここで、スイッチ素子SW4をオンするタイミングは、期間aで低下してきた出力コンデンサC6の両端電圧VC6が、負荷コンデンサC7の両端電圧VC7と略同じ電圧となったときが好ましい。両端電圧VC6と両端電圧VC7とが略同じであれば、電圧供給先Xに印加される電圧は直流電源V2の電圧に略等しくなるため、電源装置301の設定が容易になる。
Here, the timing for turning on the switch element SW4 is preferably when the voltage across the output capacitor C6 , which has decreased in the period a, VC6 becomes substantially the same as the voltage across the load capacitor C7 . If the voltage across the ends VC6 and the voltage across the ends VC7 are substantially the same, the voltage applied to the voltage supply destination X is substantially equal to the voltage of the DC power supply V2, so that the
なお、期間bでも、スイッチ素子SW2がオフ、スイッチ素子SW1がオンなので、インダクタL2がスイッチ素子SW1で短絡された閉回路が形成される。 Even in the period b, since the switch element SW2 is off and the switch element SW1 is on, a closed circuit in which the inductor L2 is short-circuited by the switch element SW1 is formed.
続いて、期間cにてスイッチ素子SW4がオフ、スイッチ素子SW3がオンとなる。このとき、インダクタL1の電流は、インダクタL1、直流電源V1、出力コンデンサC6、インダクタL1の順で流れる電流と、インダクタL1、直流電源V1、電圧供給先X、負荷コンデンサC7、スイッチ素子SW3、インダクタL1の順で流れる電流とがある。 Subsequently, in the period c, the switch element SW4 is turned off and the switch element SW3 is turned on. At this time, the current of the inductor L1 is the current flowing in the order of the inductor L1, the DC power supply V1, the output capacitor C6, and the inductor L1, the inductor L1, the DC power supply V1, the voltage supply destination X, the load capacitor C7, the switch element SW3, and the inductor. There is a current flowing in the order of L1.
このとき、スイッチ素子SW3に並列にダイオードが接続されているもしくは寄生ダイオードがある場合、スイッチ素子SW3とSW4の双方を同時にオフの状態を作ることが好ましい。つまり、出力コンデンサC6の両端電圧VC6に一定電圧を重畳することの終了時に、一方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW4)をオフした後、他方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW3)をオンとする前に、前記バイパス経路を流れる電流を通過させるダイオード(不図示)が他方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW3)に並列されている。 At this time, when a diode is connected in parallel with the switch element SW3 or there is a parasitic diode, it is preferable to turn off both the switch elements SW3 and SW4 at the same time. That is, at the end of superimposing a constant voltage on the voltage across the output capacitor C6 , one of the bias switches (switch element SW4) is turned off, and then the other bias switch (switch element SW3) is turned on. Previously, a diode (not shown) for passing a current flowing through the bypass path is arranged in parallel with the other bias switch (switch element SW3).
スイッチ素子SW4をオフすることで、負荷50を流れていた電流がスイッチ素子SW3の並列ダイオードもしくは寄生ダイオードを経由して流れることになる。その間にスイッチ素子SW3をオンするとゼロボルトスイッチング(ZVS)をすることができ、スイッチング損失を低減できる。
一方、直流電源V2が短絡しないように、スイッチ素子SW3とSW4の双方が同時にオンとしないようにスイッチングする必要がある。
By turning off the switch element SW4, the current flowing through the
On the other hand, it is necessary to switch so that both the switch elements SW3 and SW4 are not turned on at the same time so that the DC power supply V2 is not short-circuited.
なお、期間cでも、スイッチ素子SW2がオフ、スイッチ素子SW1がオンなので、インダクタL2がスイッチ素子SW1で短絡された閉回路が形成される。 Even in the period c, since the switch element SW2 is off and the switch element SW1 is on, a closed circuit in which the inductor L2 is short-circuited by the switch element SW1 is formed.
期間dにてスイッチ素子SW1がオフ、スイッチ素子SW2がオンとなる。この期間では、インダクタL2の電流は、インダクタL2、スイッチ素子SW2、インダクタL1、直流電源V1、インダクタL2に流れる電流と、インダクタL2、スイッチ素子SW2、出力コンデンサC6、インダクタL2に流れる電流と、インダクタL2、スイッチ素子SW2、スイッチ素子SW3、負荷コンデンサC7、電圧供給先X、インダクタL2に流れる電流とがある。 In the period d, the switch element SW1 is turned off and the switch element SW2 is turned on. In this period, the current of the inductor L2 is the current flowing through the inductor L2, the switch element SW2, the inductor L1, the DC power supply V1, the inductor L2, the inductor L2, the switch element SW2, the output capacitor C6, the current flowing through the inductor L2, and the inductor. There is a current flowing through L2, a switch element SW2, a switch element SW3, a load capacitor C7, a voltage supply destination X, and an inductor L2.
スイッチ素子SW2がオンとなることで負荷50を流れる電流及び出力コンデンサC6を流れる電流の方向が期間b、cでの電流の方向と逆になる。負荷50に流れる電流の向きが逆になることで負荷コンデンサC7に蓄積されていたエネルギーが放電されることになる。ここで、インダクタL2は次のような効果がある。負荷50に流れる電流の経路にインダクタL2があるので、インダクタL2は、負荷コンデンサC7に蓄積されていたエネルギーが一気に放電し、回路内に大きな電流が流れることを防止できる。
負荷コンデンサC7に蓄積されていたエネルギーが放電された後も負荷50に電流が流れ続けるので、負荷コンデンサC7には逆向きにエネルギーが蓄積され、負荷コンデンサC7の両端電圧VC7が上昇し始める。
また、出力コンデンサC6を流れる電流の向きが逆になることで、出力コンデンサC6にエネルギーが蓄積され、その両端電圧VC6が上昇する。
When the switch element SW2 is turned on, the directions of the current flowing through the
Since the current continues to flow in the
Further, when the direction of the current flowing through the output capacitor C6 is reversed, energy is stored in the output capacitor C6 , and the voltage across the output capacitor VC6 rises.
なお、スイッチ素子SW1及びスイッチ素子SW2の導通、非導通状態の切替時に、インダクタL2の電流の経路が無くなることを防止するために、双方のスイッチ素子が同時に非導通状態としないようにする。双方のスイッチ素子を同時に非導通状態にすることを確実に回避するため、ダイオードを回路に挿入し、スイッチ素子SW1とSW2とが同時に導通状態になってもスイッチング経路が短絡しないようにする。 In order to prevent the current path of the inductor L2 from being lost when the switch element SW1 and the switch element SW2 are switched between the conductive and non-conducting states, both switch elements are prevented from being in the non-conducting state at the same time. In order to surely avoid making both switch elements in a non-conducting state at the same time, a diode is inserted in the circuit so that the switching path is not short-circuited even if the switch elements SW1 and SW2 are in the conducting state at the same time.
具体的には、前記スイッチング経路は、2つのスイッチ素子(SW1、SW2)のそれぞれに直列に接続する2つのダイオード(D5、D6)を有している。
図2では、ダイオードD6をアノードを接続点Tc側とし、カソードをスイッチ素子SW1に直列接続し、ダイオードD5をアノードを接続点Tc側にあるスイッチ素子SW2に直列接続していることを特徴とする。
制御回路40は、
スイッチ素子SW1を導通して、インダクタL2の電流をスイッチ素子SW1とダイオードD6とを介して流し、
スイッチ素子SW2を導通して、インダクタL2の電流をスイッチ素子SW2とダイオードD5とを介して出力コンデンサC6に流す。
Specifically, the switching path has two diodes (D5, D6) connected in series to each of the two switch elements (SW1, SW2).
FIG. 2 is characterized in that the diode D6 has an anode on the connection point Tc side, the cathode is connected in series to the switch element SW1, and the diode D5 is connected in series to the switch element SW2 on the connection point Tc side. ..
The
The switch element SW1 is conducted, and the current of the inductor L2 is passed through the switch element SW1 and the diode D6.
The switch element SW2 is conducted, and the current of the inductor L2 is passed through the switch element SW2 and the diode D5 to the output capacitor C6.
ダイオードD5は、インダクタL2を流れる電流が、スイッチ素子SW2を導通時に、ダイオードD5を順方向に流れて出力端T3側に流れるように接続する。また、ダイオードD6は、インダクタL2を流れる電流が、スイッチ素子SW1を導通時に、ダイオードD6を順方向に流れる閉回路を形成するように接続する。 The diode D5 is connected so that the current flowing through the inductor L2 flows forward through the diode D5 and flows toward the output end T3 when the switch element SW2 is conducting. Further, the diode D6 is connected so that the current flowing through the inductor L2 forms a closed circuit in which the current flowing through the diode D6 flows in the forward direction when the switch element SW1 is conducted.
このようにダイオード(D5、D6)を挿入することで、スイッチ素子SW1とSW2が同時にオンとなってもスイッチング経路(ダイオードD5、スイッチ素子SW2、ダイオードD6、スイッチ素子SW1)の短絡を防ぐことができる。 By inserting the diodes (D5, D6) in this way, it is possible to prevent short-circuiting of the switching path (diode D5, switch element SW2, diode D6, switch element SW1) even if the switch elements SW1 and SW2 are turned on at the same time. can.
期間eにてスイッチ素子SW3をオフとし、接続端T2と負荷50とを電気的に切り離す。この期間では、インダクタL2の電流は、インダクタL2、スイッチ素子SW2、インダクタL1、直流電源V1、インダクタL2に流れる電流と、インダクタL2、スイッチ素子SW2、出力コンデンサC6、インダクタL2に流れる電流とがある。
In the period e, the switch element SW3 is turned off, and the connection end T2 and the
期間eの後、前述した期間aとなるが、この期間の遷移時にもスイッチ素子SW1とSW2が同時に非導通状態とならないようにする。 After the period e, the above-mentioned period a is set, but the switch elements SW1 and SW2 are prevented from being in a non-conducting state at the same time even at the transition of this period.
前記スイッチング経路は、追加コンデンサC5をダイオードD5に並列接続していることが好ましい。追加コンデンサC5が並列に接続されるダイオードD5は、インダクタL2の電流を出力端T3側に供給するときに導通する。
スイッチ素子SW2がオフであってもダイオードD5の内部容量やスイッチ素子SW2の寄生容量により電流が流れることがある(本電流を「漏洩電流」と記載する。)。特に期間cにおいて、ダイオードD5の内部容量やスイッチ素子SW2の寄生容量に流れる電流が変動した場合、回路全体の電流が変動し、電圧供給先Xに印加する電圧Vxが変動することになるので、電圧Vxの変動を防止するためには漏洩電流を一定に保つようにする。そこで、ダイオードD5の内部容量を追加コンデンサC5で増補し、漏洩電流が変動しないようにすることができる。
In the switching path, it is preferable that the additional capacitor C5 is connected in parallel to the diode D5. The diode D5 to which the additional capacitor C5 is connected in parallel conducts when the current of the inductor L2 is supplied to the output end T3 side.
Even when the switch element SW2 is off, a current may flow due to the internal capacitance of the diode D5 or the parasitic capacitance of the switch element SW2 (this current is referred to as “leakage current”). In particular, when the current flowing through the internal capacitance of the diode D5 or the parasitic capacitance of the switch element SW2 fluctuates during the period c, the current of the entire circuit fluctuates, and the voltage Vx applied to the voltage supply destination X fluctuates. In order to prevent fluctuations in the voltage Vx, the leakage current should be kept constant. Therefore, the internal capacitance of the diode D5 can be supplemented with an additional capacitor C5 so that the leakage current does not fluctuate.
[定抵抗負荷時の動作]
電圧供給先Xが印加電圧に関わらず一定の電気抵抗を持つ定抵抗負荷(図5(B)参照、ダイオード側に電流が流れるときは抵抗値はゼロ)のとき、制御回路40は、常に一方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW4)をオフ且つ他方の前記バイアススイッチ(スイッチ素子SW3)をオンとする。
具体的な電源装置301の動作を図4を用いて説明する。
図4は、各スイッチSWの駆動信号(信号がある時がオン、すなわち導通状態)、負荷コンデンサC7の両端電圧VC7及び電圧供給先Xに印加される電圧VXの波形を説明する図である。本実施例では、スイッチ素子SW3をオン、スイッチ素子SW4をオフ(信号がない時)、すなわちオンさせずに非導通の状態を維持する。
[Operation under constant resistance load]
When the voltage supply destination X is a constant resistance load having a constant electric resistance regardless of the applied voltage (see FIG. 5B, the resistance value is zero when a current flows to the diode side), the
The specific operation of the
FIG. 4 is a diagram illustrating the waveforms of the drive signal of each switch SW (on when there is a signal, that is, the conduction state), the voltage VC7 across the load capacitor C7 , and the voltage VX applied to the voltage supply destination X. be. In this embodiment, the switch element SW3 is turned on and the switch element SW4 is turned off (when there is no signal), that is, the non-conducting state is maintained without turning on.
期間gでは、略一定とみなせるインダクタL1を流れる電流IL1が出力コンデンサC6と負荷コンデンサC7の静電容量比に分流して負荷50と出力コンデンサC6に流れる。このため、定抵抗値の電圧供給先Xに一定電流が流れるため、電圧供給先Xには定電圧V2が印加されることになる。
In the period g, the current IL1 flowing through the inductor L1 which can be regarded as substantially constant is divided into the capacitance ratio between the output capacitor C6 and the load capacitor C7 and flows to the
なお、この期間では、スイッチ素子SW2がオフ、スイッチ素子SW1がオンなので、インダクタL2がスイッチ素子SW1で短絡された閉回路が形成される。 Since the switch element SW2 is off and the switch element SW1 is on during this period, a closed circuit in which the inductor L2 is short-circuited by the switch element SW1 is formed.
期間hでは、スイッチ素子SW2がオン、スイッチ素子SW1がオフなので、インダクタL2を流れる電流が期間gとは逆向きに負荷50と出力コンデンサC6に流れる。ここで、電圧供給先Xの等価回路は図5(B)なので、この期間では電流はほぼ無抵抗のダイオードへ流れ、電圧供給先Xには定電圧は印加されない。
Since the switch element SW2 is on and the switch element SW1 is off in the period h, the current flowing through the inductor L2 flows through the
なお、スイッチ素子SW1及びスイッチ素子SW2の導通、非導通状態の切替時に、インダクタL2の電流の経路が無くなることを防止するために、双方のスイッチ素子が同時に非導通状態としないようにする。双方のスイッチ素子を同時に非導通状態にすることを確実に回避するため、定電流負荷の例で説明したように、ダイオード(D5、D6)を回路に挿入し、導通状態になってもスイッチング経路が短絡しないようにする。このとき、追加コンデンサC5をダイオードD5に並列接続してもよい。 In order to prevent the current path of the inductor L2 from being lost when the switch element SW1 and the switch element SW2 are switched between the conductive and non-conducting states, both switch elements are prevented from being in the non-conducting state at the same time. In order to ensure that both switch elements are in a non-conducting state at the same time, diodes (D5, D6) are inserted into the circuit as described in the example of constant current load, and the switching path is set even when the conducting state is reached. Do not short-circuit. At this time, the additional capacitor C5 may be connected in parallel to the diode D5.
なお、本電源装置の電力供給先が定抵抗負荷である場合、スイッチ素子SW4を導通させないので、スイッチ素子SW4と直流電源V2を装備しなくてもよい。また、出力コンデンサC6も不要であるため装備しない、あるいは容量を小さくしておくことができる。 When the power supply destination of the power supply device is a constant resistance load, the switch element SW4 is not conducted, so that the switch element SW4 and the DC power supply V2 do not have to be equipped. Further, since the output capacitor C6 is not required, it can be not equipped or the capacity can be reduced.
つまり、図7のような電源装置回路303とすることができる。電源装置回路303は、電圧供給先Xとこれに直列する負荷容量成分C7とを有する負荷50が接続される出力端T3に印加電圧を供給する電源装置であって、
三角波発生回路10c及び制御回路40を備え、
三角波発生回路10cは、
電圧源V1が接続される入力端T1側と出力端T3側とに接続され、2つのスイッチ素子(SW1、SW2)及び2つのインダクタ(L1、L2)を組み合わせたスイッチング回路を有し、
制御回路40は、
インダクタL1に流れる電流を出力端T3側に供給するとともにスイッチ素子SW1を導通することでインダクタL2を短絡した閉回路を形成し、スイッチ素子SW2を導通することでインダクタL2を流れる、インダクタL1に流れる電流とは逆向きの電流を出力端T3側に供給するように三角波発生回路10cを制御する。
That is, the
A triangular
The triangular
It is connected to the input end T1 side and the output end T3 side to which the voltage source V1 is connected, and has a switching circuit in which two switch elements (SW1, SW2) and two inductors (L1, L2) are combined.
The
A closed circuit is formed in which the inductor L2 is short-circuited by supplying the current flowing through the inductor L1 to the output end T3 side and conducting the switch element SW1, and by conducting the switch element SW2, the current flows through the inductor L2 and flows through the inductor L1. The triangular
ここで、三角波発生回路10cは、
2つのスイッチ素子(SW1、SW2)を直列接続したスイッチング経路を有すること、
入力端T1の両端がそれぞれ前記スイッチング経路の両端に接続されていること、
入力端T1の両端と前記スイッチング経路の両端との接続の一方がインダクタL1で接続されていること、及び
前記2つのスイッチ素子のいずれかにインダクタL2が接続されること
を特徴とする。
Here, the triangular
Having a switching path in which two switch elements (SW1, SW2) are connected in series,
Both ends of the input end T1 are connected to both ends of the switching path, respectively.
One of the connections between both ends of the input end T1 and both ends of the switching path is connected by the inductor L1, and the inductor L2 is connected to either of the two switch elements.
ダイオード(D5、D6)及び追加コンデンサC5については図2の三角波発生回路10aの説明と同じである。また、三角波発生回路10cの動作は、図4の説明と同じである。
The diodes (D5, D6) and the additional capacitor C5 are the same as those described in the triangular
(回路構成のバリエーション)
図2に示す回路構成は、本実施形態の一例であって、例えば、インダクタL2は端子T12側に接続されてもよく、回路Cは端子T32側に接続されてもよく、接続回路Aと回路Bとを入れ替えた構成であってもよい。又は、これらを組み合わせたものであってもよい。
(Variations of circuit configuration)
The circuit configuration shown in FIG. 2 is an example of the present embodiment. For example, the inductor L2 may be connected to the terminal T12 side, the circuit C may be connected to the terminal T32 side, and the connection circuit A and the circuit may be connected. It may have a configuration in which B is replaced. Alternatively, it may be a combination of these.
(実施形態2)
図6は、本実施形態の電源装置302を説明する図である。電源装置302は三角波発生回路10の回路構成が図2の電源装置301と異なる、三角波発生回路10bを備える。三角波発生回路10は、
接続端T2側に対して、出力コンデンサC6、インダクタL1、及び2つのスイッチ素子(SW1、SW2)を直列接続したスイッチング経路がそれぞれ並列に接続されていること、
入力端T1の両端がそれぞれ前記スイッチング経路の一端と2つのスイッチ素子(SW1、SW2)の接続点Tcに接続されていること、及び
入力端T1の一方と前記スイッチング経路の一端との接続、又は入力端T1の他方と前記2つのスイッチ素子の接続点Tcとの接続がインダクタL2で接続されていること
を特徴とする。三角波発生回路10bでは、スイッチング経路の2つのスイッチ素子(SW1、SW2)の接続点Tcと入力端T1とをインダクタL2で接続している。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a diagram illustrating the
A switching path in which an output capacitor C6, an inductor L1 and two switch elements (SW1 and SW2) are connected in series is connected in parallel to the connection end T2 side.
Both ends of the input end T1 are connected to one end of the switching path and the connection point Tc of the two switch elements (SW1, SW2), respectively, and one of the input ends T1 and one end of the switching path are connected or The other of the input terminal T1 and the connection point Tc of the two switch elements are connected by the inductor L2. In the triangular
制御回路40が行うスイッチング素子SW1~SW4のスイッチング制御(オンオフのタイミング)は実施形態1の制御と同じ(図3又は図4と同じ)である。
The switching control (on / off timing) of the switching elements SW1 to SW4 performed by the
三角波発生回路10が三角波発生回路10bの構成であっても、電源装置302は、実施形態1の電源装置301のように動作する。また、ダイオード(D5、D6)や追加コンデンサC5を接続してもよい。
Even if the triangular
なお、本電源装置の電力供給先が定抵抗負荷である場合、スイッチ素子SW4を導通させないので、スイッチ素子SW4と直流電源V2を装備しなくてもよい。また、出力コンデンサC6も不要であるため装備しない、あるいは容量を小さくしておくことができる。 When the power supply destination of the power supply device is a constant resistance load, the switch element SW4 is not conducted, so that the switch element SW4 and the DC power supply V2 do not have to be equipped. Further, since the output capacitor C6 is not required, it can be not equipped or the capacity can be reduced.
つまり、図8のような電源装置回路304とすることができる。電源装置304は、電圧供給先Xとこれに直列する負荷容量成分C7とを有する負荷50が接続される出力端T3に印加電圧を供給する電源装置であって、
三角波発生回路10d及び制御回路40を備え、
三角波発生回路10dは、
電圧源V1が接続される入力端T1側と出力端T3側とに接続され、2つのスイッチ素子(SW1、SW2)及び2つのインダクタ(L1、L2)を組み合わせたスイッチング回路を有し、
制御回路40は、
インダクタL1に流れる電流を出力端T3側に供給するとともにスイッチ素子SW1を導通することでインダクタL2を短絡した閉回路を形成し、スイッチ素子SW2を導通することでインダクタL2を流れる、インダクタL1に流れる電流とは逆向きの電流を出力端T3側に供給するように三角波発生回路10cを制御することを特徴とする。
That is, the
A triangular
The triangular
It is connected to the input end T1 side and the output end T3 side to which the voltage source V1 is connected, and has a switching circuit in which two switch elements (SW1, SW2) and two inductors (L1, L2) are combined.
The
A closed circuit is formed in which the inductor L2 is short-circuited by supplying the current flowing through the inductor L1 to the output end T3 side and conducting the switch element SW1, and by conducting the switch element SW2, the current flows through the inductor L2 and flows through the inductor L1. It is characterized in that the triangular
ここで、三角波発生回路10dは、
出力端T3側から順にインダクタL1、及び前記2つのスイッチ素子を直列接続したスイッチング経路が並列に接続されていること、
入力端T1の両端がそれぞれ前記スイッチング経路の一端と2つのスイッチ素子(SW1、SW2)の接続点Tcに接続されていること、及び
入力端T1の一方と前記スイッチング経路の一端との接続、又は入力端T1の他方と前記2つのスイッチ素子の接続点Tcとの接続がインダクタL2で接続されていること
を特徴とする。
Here, the triangular
The inductor L1 and the switching path in which the two switch elements are connected in series are connected in parallel in order from the output end T3 side.
Both ends of the input end T1 are connected to one end of the switching path and the connection point Tc of the two switch elements (SW1, SW2), respectively, and one of the input ends T1 and one end of the switching path are connected or The other of the input terminal T1 and the connection point Tc of the two switch elements are connected by the inductor L2.
ダイオード(D5、D6)及び追加コンデンサC5については図2の三角波発生回路10aの説明と同じである。また、三角波発生回路10dの動作は、図6の説明と同じである。
The diodes (D5, D6) and the additional capacitor C5 are the same as those described in the triangular
(回路構成のバリエーション)
図6に示す回路構成に示す回路構成は、本実施形態の一例であって、例えば、インダクタL2は端子T12側に接続されてもよく、回路Cは端子T32側に接続されてもよく、接続回路Aと回路Bとを入れ替えた構成であってもよい。又は、これらを組み合わせたものであってもよい。
(Variations of circuit configuration)
The circuit configuration shown in the circuit configuration shown in FIG. 6 is an example of the present embodiment. For example, the inductor L2 may be connected to the terminal T12 side, and the circuit C may be connected to the terminal T32 side. The circuit A and the circuit B may be interchanged. Alternatively, it may be a combination of these.
なお、実施形態1及び2で説明した電源装置は、定電流負荷時も定抵抗負荷時も、スイッチ素子SW1を導通させてインダクタL2をスイッチ素子SW1で短絡した閉回路を形成するとともにインダクタL1に流れる電流を出力端T3側に供給し、スイッチ素子SW2を導通させてインダクタL2に流れる前記インダクタL1に流れる電流とは逆向きの電流を出力端T3側に供給する動作が共通する。 In the power supply device described in the first and second embodiments, the switch element SW1 is made conductive to form a closed circuit in which the inductor L2 is short-circuited by the switch element SW1 and the inductor L1 is used in both the constant current load and the constant resistance load. The common operation is to supply the flowing current to the output end T3 side, conduct the switch element SW2, and supply the current opposite to the current flowing through the inductor L1 flowing through the inductor L2 to the output end T3 side.
電源装置(301、302)は、リアクトル値が大きなチョーク(L1)を定電流源として利用することで、スイッチングによって三角波電圧を生成する。電源装置(301、302)は、定電流負荷や定抵抗負荷に対応しており、オペアンプで構成される電源装置に比べて安価かつ低損失に台形波電圧を発生可能である。 The power supply device (301, 302) uses a choke (L1) having a large reactor value as a constant current source to generate a triangular wave voltage by switching. The power supply device (301, 302) is compatible with a constant current load and a constant resistance load, and can generate a trapezoidal wave voltage at a lower cost and lower loss than a power supply device composed of an operational amplifier.
本発明の実施の形態に係る電源装置を、一例として主に図1から図8を用いて説明したが、各部の構成、構造、数、配置、形状、材質などに関しては、上記具体例に限定されず、当業者が適宜選択的に採用したものも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に包含される。 The power supply device according to the embodiment of the present invention has been described mainly with reference to FIGS. 1 to 8 as an example, but the configuration, structure, number, arrangement, shape, material, etc. of each part are limited to the above specific examples. However, those appropriately selected by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
10、10a、10b:三角波発生回路
20:バイアス重畳回路
50:負荷
301、302:電源装置
10, 10a, 10b: Triangle wave generation circuit 20: Bias superimposition circuit 50:
Claims (13)
三角波発生回路、バイアス重畳回路及び制御回路を備え、
前記三角波発生回路は、
電圧源が接続される入力端側と前記バイアス重畳回路が接続される接続端側とに接続され、2つのスイッチ素子、2つのインダクタ及び1つの出力コンデンサを組み合わせ、前記出力コンデンサの両端電圧を前記接続端に出力するスイッチング回路を有し、
前記バイアス重畳回路は、
前記接続端側と前記出力端側とに接続され、前記三角波発生回路の前記接続端に出力される前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳する又は重畳しないの切り替えを行い、前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳した電圧又は重畳していない電圧を前記出力端に出力する回路構成であり、
前記制御回路は、
前記電圧供給先に前記印加電圧を供給する時に、前記出力コンデンサの両端電圧に前記一定電圧を重畳するように前記バイアス重畳回路を制御する
ことを特徴とする電源装置。 A power supply device that supplies an applied voltage to an output end to which a load having a load capacitance component in series with a voltage supply destination and the voltage supply destination is connected.
Equipped with a triangular wave generation circuit, bias superimposition circuit and control circuit,
The triangular wave generation circuit is
It is connected to the input end side to which the voltage source is connected and the connection end side to which the bias superimposition circuit is connected, two switch elements, two inductors and one output capacitor are combined, and the voltage across the output capacitor is set to the above. It has a switching circuit that outputs to the connection end, and has a switching circuit.
The bias superimposition circuit is
A constant voltage is superimposed or not superimposed on the voltage across the output capacitor that is connected to the connection end side and the output end side and is output to the connection end of the triangular wave generation circuit, and the output capacitor is switched. It is a circuit configuration that outputs a voltage in which a constant voltage is superimposed on a voltage across both ends or a voltage that is not superimposed on the output end.
The control circuit is
A power supply device comprising controlling the bias superimposition circuit so as to superimpose the constant voltage on the voltage across the output capacitor when the applied voltage is supplied to the voltage supply destination.
前記2つのスイッチ素子を直列接続したスイッチング経路と前記出力コンデンサとが並列に接続されていること、
前記入力端の両端がそれぞれ前記スイッチング経路の両端に接続されていること、
前記入力端の両端と前記スイッチング経路の両端との接続の一方が前記2つのインダクタの一方で接続されていること、及び
前記2つのスイッチ素子のいずれかに前記2つのインダクタの他方が接続されること
を特徴とする請求項1に記載の電源装置。 The triangular wave generation circuit is
The switching path in which the two switch elements are connected in series and the output capacitor are connected in parallel.
Both ends of the input end are connected to both ends of the switching path, respectively.
One of the connections between both ends of the input end and both ends of the switching path is connected to one of the two inductors, and the other of the two inductors is connected to either of the two switch elements. The power supply device according to claim 1.
前記接続端側に対して、前記出力コンデンサ、前記2つのインダクタの一方、及び前記2つのスイッチ素子を直列接続したスイッチング経路がそれぞれ並列に接続されていること、
前記入力端の両端がそれぞれ前記スイッチング経路の一端と前記2つのスイッチ素子の接続点に接続されていること、及び
前記入力端の一方と前記スイッチング経路の一端との接続、又は前記入力端の他方と前記2つのスイッチ素子の接続点との接続が前記2つのインダクタの他方で接続されていること
を特徴とする請求項1に記載の電源装置。 The triangular wave generation circuit is
A switching path connecting the output capacitor, one of the two inductors, and the two switch elements in series is connected in parallel to the connection end side.
Both ends of the input end are connected to one end of the switching path and the connection point of the two switch elements, respectively, and one of the input ends is connected to one end of the switching path, or the other of the input ends. The power supply device according to claim 1, wherein the connection between the two and the connection point of the two switch elements is connected to the other of the two inductors.
前記制御回路は、
前記2つのスイッチ素子の一方を導通して、前記2つのインダクタの他方の電流を前記2つのスイッチ素子の一方と前記2つのダイオードの一方とを介して流し、
前記2つのスイッチ素子の他方を導通して、前記2つのインダクタの他方の電流を前記2つのスイッチ素子の他方と前記2つのダイオードの他方とを介して前記出力コンデンサに流す
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の電源装置。 The switching path has two diodes connected in series to each of the two switch elements.
The control circuit is
One of the two switch elements is conducted, and the current of the other of the two inductors is passed through one of the two switch elements and one of the two diodes.
A claim characterized in that the other of the two switch elements is conducted and the current of the other of the two inductors is passed through the other of the two switch elements and the other of the two diodes to the output capacitor. Item 2. The power supply device according to Item 2.
前記一定電圧が前記電圧供給先に印加される電圧であり、
前記負荷容量成分の両端に発生する電圧波形の電圧変化率が前記入力端に入力される前記電圧源の電圧で調整される
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電源装置。 When the bias superimposition circuit superimposes the constant voltage on the voltage across the output capacitor,
The constant voltage is the voltage applied to the voltage supply destination, and is
The power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the voltage change rate of the voltage waveform generated at both ends of the load capacitance component is adjusted by the voltage of the voltage source input to the input end. ..
2つのバイアススイッチが並列し、前記バイアススイッチの一方に前記一定電圧を発生する直流電源が直列に接続されており、前記2つのバイアススイッチの他方がバイパス経路となる回路構成であり、
前記制御回路からの指示で、前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳するときに前記2つのバイアススイッチの一方を導通状態且つ前記2つのバイアススイッチの他方を非導通状態とし、前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳しないときに前記2つのバイアススイッチの一方を非導通状態且つ前記2つのバイアススイッチの他方を導通状態とし、
前記出力コンデンサの両端電圧に一定電圧を重畳することの終了時に、前記2つのバイアススイッチの一方を非導通状態した後、前記2つのバイアススイッチの他方を導通状態とする前に、前記バイパス経路を流れる電流を通過させるダイオードが他方の前記バイアススイッチに並列されている
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電源装置。 The bias superimposition circuit is
The circuit configuration is such that two bias switches are arranged in parallel, a DC power supply that generates the constant voltage is connected in series to one of the bias switches, and the other of the two bias switches serves as a bypass path.
According to the instruction from the control circuit, when a constant voltage is superimposed on the voltage across the output capacitor, one of the two bias switches is in a conductive state and the other of the two bias switches is in a non-conducting state. When a constant voltage is not superimposed on the voltage across the ends, one of the two bias switches is in a non-conducting state and the other of the two bias switches is in a conducting state.
At the end of superimposing a constant voltage on the voltage across the output capacitor, the bypass path is set after one of the two bias switches is made non-conducting and before the other of the two bias switches is made conducting. The power supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein a diode through which a flowing current is passed is arranged in parallel with the other bias switch.
2つのバイアススイッチが並列し、前記2つのバイアススイッチの一方に前記一定電圧を発生する直流電源が直列に接続されており、前記2つのバイアススイッチの他方がバイパス経路となる回路構成であり、
前記制御回路からの指示で、常に前記2つのバイアススイッチの一方を非導通状態且つ前記2つのバイアススイッチの他方を導通状態とすることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電源装置。 The bias superimposition circuit is
The circuit configuration is such that two bias switches are arranged in parallel, a DC power supply that generates the constant voltage is connected in series to one of the two bias switches, and the other of the two bias switches serves as a bypass path.
The power supply according to any one of claims 1 to 5, wherein one of the two bias switches is always in a non-conducting state and the other of the two bias switches is in a conducting state according to an instruction from the control circuit. Device.
三角波発生回路及び制御回路を備え、
前記三角波発生回路は、
電圧源が接続される入力端側と前記出力端側とに接続され、2つのスイッチ素子及び2つのインダクタを組み合わせたスイッチング回路を有し、
前記制御回路は、
前記2つのインダクタの一方に流れる電流を前記出力端側に供給するとともに前記2つのスイッチ素子の一方を導通することで前記2つのインダクタの他方を短絡した閉回路を形成し、前記2つのスイッチ素子の他方を導通することで前記2つのインダクタの他方を流れる、前記2つのインダクタの一方に流れる電流とは逆向きの電流を前記出力端側に供給するように前記三角波発生回路を制御する
ことを特徴とする電源装置。 A power supply device that supplies an applied voltage to an output end to which a load having a load capacitance component in series with a voltage supply destination and the voltage supply destination is connected.
Equipped with a triangular wave generation circuit and a control circuit
The triangular wave generation circuit is
It is connected to the input end side to which the voltage source is connected and the output end side, and has a switching circuit in which two switch elements and two inductors are combined.
The control circuit is
By supplying the current flowing through one of the two inductors to the output end side and conducting one of the two switch elements, a closed circuit in which the other of the two inductors is short-circuited is formed, and the two switch elements are formed. By conducting the other of the two inductors, the triangular wave generation circuit is controlled so as to supply the current flowing in the other of the two inductors in the direction opposite to the current flowing in one of the two inductors to the output end side. Characterized power supply.
前記2つのスイッチ素子を直列接続したスイッチング経路を有すること、
前記入力端の両端がそれぞれ前記スイッチング経路の両端に接続されていること、
前記入力端の両端と前記スイッチング経路の両端との接続の一方が前記2つのインダクタの一方で接続されていること、及び
前記2つのスイッチ素子のいずれかに前記2つのインダクタの他方が接続されること
を特徴とする請求項9に記載の電源装置。 The triangular wave generation circuit is
Having a switching path in which the two switch elements are connected in series,
Both ends of the input end are connected to both ends of the switching path, respectively.
One of the connections between both ends of the input end and both ends of the switching path is connected to one of the two inductors, and the other of the two inductors is connected to either of the two switch elements. The power supply device according to claim 9.
前記出力端側に対して、前記2つのインダクタの一方、及び前記2つのスイッチ素子を直列接続したスイッチング経路がそれぞれ並列に接続されていること、
前記入力端の両端がそれぞれ前記スイッチング経路の一端と前記2つのスイッチ素子の接続点に接続されていること、及び
前記入力端の一方と前記スイッチング経路の一端との接続、又は前記入力端の他方と前記2つのスイッチ素子の接続点との接続が前記2つのインダクタの他方で接続されていること
を特徴とする請求項9に記載の電源装置。 The triangular wave generation circuit is
One of the two inductors and a switching path connecting the two switch elements in series are connected in parallel to the output end side.
Both ends of the input end are connected to one end of the switching path and the connection point of the two switch elements, respectively, and one of the input ends is connected to one end of the switching path, or the other of the input ends. The power supply device according to claim 9, wherein the connection between the two and the connection point of the two switch elements is connected to the other of the two inductors.
前記制御回路は、
前記2つのスイッチ素子の一方を導通して、前記2つのインダクタの他方の電流を前記2つのスイッチ素子の一方と前記2つのダイオードの一方とを介して流し、
前記2つのスイッチ素子の他方を導通して、前記2つのインダクタの他方の電流を前記2つのスイッチ素子の他方と前記2つのダイオードの他方とを介して前記出力端側に供給する
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の電源装置。 The switching path has two diodes connected in series to each of the two switch elements.
The control circuit is
One of the two switch elements is conducted, and the current of the other of the two inductors is passed through one of the two switch elements and one of the two diodes.
It is characterized in that it conducts the other of the two switch elements and supplies the current of the other of the two inductors to the output end side via the other of the two switch elements and the other of the two diodes. The power supply device according to claim 10 or 11.
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