JP6402461B2 - Multi-phase power supply - Google Patents
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Description
この発明は、並列接続された複数のDC/DCコンバータを有するマルチフェーズ電源装置に関する。 The present invention relates to a multiphase power supply apparatus having a plurality of DC / DC converters connected in parallel.
携帯端末機器は、その高性能化及び高機能化にともない、より小型化することが求められるとともに、より大きな電力が必要とされている。このため、携帯端末機器に搭載されるDC/DCコンバータは、より小さく、大電力を扱うことができ、高効率であることが求められている。 As mobile terminal devices have higher performance and higher functionality, they are required to be smaller and more power is required. For this reason, a DC / DC converter mounted on a portable terminal device is required to be smaller, handle a large amount of power, and be highly efficient.
この課題の解決策の1つとして、複数のDC/DCコンバータを並列に動作させるマルチフェーズ電源装置が既に知られている。複数のコンバータを並列接続し、これらの複数のコンバータの変換(スイッチング)タイミングを等間隔にずらしたうえで、出力を足し合わせることにより、リップルを低減できるため、出力に必要なフィルタを構成する受動素子を小型化することが容易という利点がある。 As one solution to this problem, a multi-phase power supply device that operates a plurality of DC / DC converters in parallel has already been known. By connecting multiple converters in parallel and shifting the conversion (switching) timing of these multiple converters at equal intervals, and adding the outputs together, the ripple can be reduced, so the passive filter that forms the filter required for the output There is an advantage that it is easy to downsize the element.
また、並列化することで損失による熱の発生を各DC/DCコンバータに分散させることが可能となり、個々のDC/DCコンバータに対する放熱性能の要求が緩和され、小型化が容易になるという利点がある。さらに、軽負荷(消費電流が少ない状態の各種回路ニット)を駆動するとき、いくつかのDC/DCコンバータを休止させることで、全体として電力変換効率を向上させることができ、軽負荷から重負荷までの幅広い負荷で高い効率をたもつことができる利点がある。 In addition, the parallel generation makes it possible to distribute heat generation due to loss to each DC / DC converter, which reduces the requirement for heat dissipation performance of each DC / DC converter and facilitates downsizing. is there. Furthermore, when driving a light load (various circuit units with low current consumption), it is possible to improve the power conversion efficiency as a whole by stopping some DC / DC converters. There is an advantage that high efficiency can be obtained with a wide range of loads.
このマルチフェーズ電源装置の具体例として、例えば特許文献1のものが知られている。 As a specific example of this multi-phase power supply device, for example, the one disclosed in Patent Document 1 is known.
この特許文献1に記載のマルチフェーズ電源装置は、出力端子から出力される総電流を検出する電流検出回路と、この電流検出回路が検出する総電流に応じて動作させるDC/DCコンバータの個数を制御する制御回路とを備えている。 The multiphase power supply device described in Patent Document 1 includes a current detection circuit that detects a total current output from an output terminal, and the number of DC / DC converters that are operated according to the total current detected by the current detection circuit. And a control circuit for controlling.
このようなマルチフェーズ電源装置にあっては、制御回路は、総電流に基づいて駆動させるDC/DCコンバータの適正な個数を求めるために演算処理を行ったりする。 In such a multi-phase power supply device, the control circuit performs arithmetic processing to obtain an appropriate number of DC / DC converters to be driven based on the total current.
このため、負荷が急激に大きく変動したとき、休止しているDC/DCコンバータの全てを起動させる場合、その演算処理のために電流検出回路が大きな変動を検出してから休止中の全てのDC/DCコンバータが駆動するまでに長時間要してしまう。このため出力電圧が低下してしまい、直ぐに元の出力電圧に戻らないという問題がある。 For this reason, when all of the inactive DC / DC converters are activated when the load fluctuates greatly, all the inactive DCs are detected after the current detection circuit detects a large fluctuation for the arithmetic processing. / It takes a long time to drive the DC converter. For this reason, there is a problem that the output voltage is lowered and the original output voltage is not immediately restored.
この発明は、出力電圧が大きく変動した際に、休止しているDC/DCコンバータの全てを短時間で起動させることのできるマルチフェーズ電源装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a multi-phase power supply apparatus that can start all of the DC / DC converters that are in rest in a short time when the output voltage fluctuates greatly.
請求項1に係る発明は、並列接続された複数のDC/DCコンバータを備え、負荷の大きさに応じて動作するDC/DCコンバータの数を変えて前記負荷に一定の出力電圧を印加するマルチフェーズ電源装置であって、
前記負荷に流れる出力電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段が検出した検出電流に基づいて、駆動させるDC/DCコンバータ数を判断するとともにこの判断に応じて休止中のDC/DCコンバータを起動させる第1起動信号を出力する第1起動信号出力系統と、
前記出力電圧が設定電圧以下になった際に、休止中のDC/DCコンバータを起動させる第2起動信号を出力する第2起動信号出力系統と、
前記複数のDC/DCコンバータ内において各DC/DCコンバータの間に入力される基準クロックとは非同期で動作する論理回路を有し、
前記論理回路は、前記第2起動信号出力系統が、前記出力電圧が設定電圧以下となった場合、前記検出電流が閾値より大きくなってから第1起動信号が出力されるまでの時間よりも短い時間で第2起動信号を出力することを特徴とする。
The invention according to claim 1 is provided with a plurality of DC / DC converters connected in parallel, and the number of DC / DC converters operating according to the size of the load is changed to apply a constant output voltage to the load. A phase power supply,
Current detecting means for detecting an output current flowing through the load;
Based on the detected current detected by the current detection means, the number of DC / DC converters to be driven is determined, and a first start signal for starting a DC / DC converter that is inactive according to this determination is output. An output system;
When the output voltage falls below set voltage, a second start signal output line for outputting a second start signal for starting the DC / DC converter during pauses,
A logic circuit that operates asynchronously with a reference clock input between the DC / DC converters in the plurality of DC / DC converters;
In the logic circuit, when the output voltage is equal to or lower than a set voltage, the second start signal output system is shorter than the time from when the detected current becomes larger than a threshold until the first start signal is output. The second activation signal is output in time.
この発明によれば、出力電圧が急激に大きく変動した際、この変動の検出とほぼ同時に、休止中のDC/DCコンバータの全てを起動させることができる。 According to the present invention, when the output voltage fluctuates greatly, all of the inactive DC / DC converters can be activated almost simultaneously with the detection of the fluctuation.
以下、この発明に係るマルチフェーズ電源装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment as an embodiment of a multi-phase power supply device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施例]
図1に並列接続された複数のDC/DCコンバータ1〜4を備えたマルチフェーズ電源装置10を示す。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a multiphase power supply apparatus 10 including a plurality of DC / DC converters 1 to 4 connected in parallel.
このマルチフェーズ電源装置10は、各DC/DCコンバータ1〜4の出力端子1a〜4aに接続されたインダクタL1〜L4と、出力端子10Aに接続されたコンデンサC0とを備えている。6は出力端子10Aに接続された負荷である。 The multi-phase power supply device 10 includes inductors L1 to L4 connected to the output terminals 1a to 4a of the DC / DC converters 1 to 4, and a capacitor C0 connected to the output terminal 10A. 6 is a load connected to the output terminal 10A.
各DC/DCコンバータ1〜4は、端子1b〜1f,2b〜2f,3b〜3f,4b〜4fを有している。そして、DC/DCコンバータ(マスタDC/DCコンバータ)1の端子1bが入力電圧Vinの電圧源Vcに接続されており、DC/DCコンバータ1は常時動作するマスタ用のコンバータとして機能するようになっている。 Each DC / DC converter 1 to 4 has terminals 1b to 1f, 2b to 2f, 3b to 3f, and 4b to 4f. The terminal 1b of the DC / DC converter (master DC / DC converter) 1 is connected to the voltage source Vc of the input voltage Vin, and the DC / DC converter 1 functions as a master converter that always operates. ing.
DC/DCコンバータ4の端子4fは接地され、DC/DCコンバータ1〜3の端子1f〜3fがDC/DCコンバータ(スレーブDC/DCコンバータ)2〜4の端子2b〜4bにそれぞれ接続されている。また、DC/DCコンバータ1〜4の端子1c〜4cは互いに接続され、端子1d〜4dも互いに接続されている。DC/DCコンバータ1〜4の端子1e〜4eは電圧源Vcに接続されている。そして、DC/DCコンバータ2〜4がスレーブ用のコンバータとして機能する。 The terminal 4f of the DC / DC converter 4 is grounded, and the terminals 1f to 3f of the DC / DC converters 1 to 3 are connected to terminals 2b to 4b of the DC / DC converters (slave DC / DC converters) 2 to 4, respectively. . The terminals 1c to 4c of the DC / DC converters 1 to 4 are connected to each other, and the terminals 1d to 4d are also connected to each other. Terminals 1e to 4e of the DC / DC converters 1 to 4 are connected to a voltage source Vc. The DC / DC converters 2 to 4 function as slave converters.
マスタ用のDC/DCコンバータ1は、基準クロックを生成してスレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4に送信する機能と、出力電流Iout(図3参照)を示す電圧信号Vsenseを送信する機能を有する。スレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4は、マスタ用のDC/DCコンバータ1からクロックを受信して、そのクロックに基づいてスイッチング動作等の処理を実行する機能を有する。スレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4は、マスタ用のDC/DCコンバータ1からの出力電流Iout1(Iout)を示す電圧信号Vsense1(Vsense)と自身の出力電流Iout2〜4を示す電圧信号Vsense2〜4とを比較する。この比較により、マスタ用のDC/DCコンバータ1と同じ出力電流Ioutになるように出力電流Iout2〜4を制御する機能を有する。 The master DC / DC converter 1 has a function of generating a reference clock and transmitting it to the slave DC / DC converters 2 to 4 and a function of transmitting a voltage signal Vsense indicating the output current Iout (see FIG. 3). Have. The slave DC / DC converters 2 to 4 have a function of receiving a clock from the master DC / DC converter 1 and executing processing such as a switching operation based on the clock. The DC / DC converters 2 to 4 for the slave use the voltage signal Vsense1 (Vsense) indicating the output current Iout1 (Iout) from the DC / DC converter 1 for the master and the voltage signal Vsense2 indicating the output current Iout2 to 4 itself. 4 is compared. By this comparison, the output currents Iout2 to Iout4 are controlled so as to have the same output current Iout as that of the master DC / DC converter 1.
マスタ用のDC/DCコンバータ1は、端子1d及び端子1cからそれぞれ、基準クロック及び出力電流Ioutを示す電圧信号Vsenseを他のスレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4へ送信する。 The master DC / DC converter 1 transmits the voltage signal Vsense indicating the reference clock and the output current Iout to the other slave DC / DC converters 2 to 4 from the terminal 1d and the terminal 1c, respectively.
マルチフェーズ電源装置10は、動作中において、常に出力電流を発生する1つのマスタ用のDC/DCコンバータ1と、出力電流を発生する動作状態と出力電流を発生しない休止状態とを有するスレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4とを含む。 The multi-phase power supply device 10 is used for a slave having a master DC / DC converter 1 that always generates an output current, an operation state that generates an output current, and a dormant state that does not generate an output current. DC / DC converters 2-4.
DC/DCコンバータ1〜4は、共通の直流の電圧源Vcから入力電圧Vinを取得し、各出力電流Iout1〜Iout4(図3参照)をインダクタL1〜L4を介してコンデンサC0に送る。インダクタL1〜L4及びコンデンサC0はフィルタを構成し、このフィルタにより平滑化された電圧が、マルチフェーズ電源装置10の出力電圧Voutとして負荷6に供給される。また、DC/DCコンバータ1〜4のそれぞれは、その出力電流Iout1〜Iout4の大きさと、出力電圧Voutとを内部でモニタリングする。 The DC / DC converters 1 to 4 obtain the input voltage Vin from a common DC voltage source Vc, and send the output currents Iout1 to Iout4 (see FIG. 3) to the capacitor C0 via the inductors L1 to L4. The inductors L1 to L4 and the capacitor C0 constitute a filter, and the voltage smoothed by the filter is supplied to the load 6 as the output voltage Vout of the multiphase power supply device 10. Each of the DC / DC converters 1 to 4 internally monitors the magnitudes of the output currents Iout1 to Iout4 and the output voltage Vout.
DC/DCコンバータ1は、DC/DCコンバータ1の出力電流の大きさを示す電圧信号Vsense1(Vsense)を他のDC/DCコンバータ2〜4に送る。DC/DCコンバータ2〜4は、その出力電流Iout2〜Iout4がマスタ用のDC/DCコンバータ1の出力電流Iout1と等しくなるように動作し、これにより、全てのDC/DCコンバータ1〜4の出力電流Iout1〜Iout4が等しくなる。 The DC / DC converter 1 sends a voltage signal Vsense1 (Vsense) indicating the magnitude of the output current of the DC / DC converter 1 to the other DC / DC converters 2-4. The DC / DC converters 2 to 4 operate so that their output currents Iout2 to Iout4 are equal to the output current Iout1 of the master DC / DC converter 1, whereby the outputs of all the DC / DC converters 1 to 4 are output. The currents Iout1 to Iout4 are equal.
図2はDC/DCンバータ1〜4の一部分を示すものであり、この一部分は動作しているDC/DCコンバータ数の検出及び伝達処理を行うための回路部分を示すブロック図である。図2において、各DC/DCコンバータ1〜4は、制御回路32と、電流/電圧変換器33と、A/D変換器34と、可変電流源35と、マスタ判別回路36と、クロックPWM変調回路37と、クロックPWM復調回路38とを備えて構成される。 FIG. 2 shows a part of the DC / DC converters 1 to 4, and this part is a block diagram showing a circuit part for performing detection and transmission processing of the number of operating DC / DC converters. 2, each of the DC / DC converters 1 to 4 includes a control circuit 32, a current / voltage converter 33, an A / D converter 34, a variable current source 35, a master determination circuit 36, and a clock PWM modulation. A circuit 37 and a clock PWM demodulation circuit 38 are provided.
電流/電圧変換器33は、端子Isinkから流入する電流を当該電流に対応するアナログ電圧に変換し、A/D変換器34は変換されたアナログ電圧をデジタル値に変換して制御回路32Bに出力する。 The current / voltage converter 33 converts the current flowing from the terminal I sink into an analog voltage corresponding to the current, and the A / D converter 34 converts the converted analog voltage into a digital value and outputs it to the control circuit 32B. To do.
制御回路32Bは、マスタ判別回路36がマスタであると判断した場合、動作コンバータ数を検出し、この検出した動作コンバータ数に応じてクロックをPWM変調して他の制御回路32Bへ伝達する。 When determining that the master determination circuit 36 is the master, the control circuit 32B detects the number of operation converters, PWM modulates the clock in accordance with the detected number of operation converters, and transmits it to the other control circuit 32B.
上記の検出及び伝達処理は、図2Aに示すフロー図に従って行われる。ここでは、その説明は省略する。 The above detection and transmission process is performed according to the flowchart shown in FIG. 2A. Here, the description is omitted.
スレーブのDC/DCコンバータ2〜4の各制御回路32は、上記処理によって設定された電流値を、電流値の設定信号を用いて可変電流源35に設定する。この設定した当該電流値を有する電流を可変電流源35から端子2b〜4bを介して別のDC/DCコンバータ1〜3に流す。 Each control circuit 32 of the slave DC / DC converters 2 to 4 sets the current value set by the above processing in the variable current source 35 using the current value setting signal. The current having the set current value is supplied from the variable current source 35 to the other DC / DC converters 1 to 3 via the terminals 2b to 4b.
マスタ判別回路36は、端子1b〜4bに入力電圧Vinの電圧源Vcが接続されているとき、自身がマスタのコンバータであると判断し、接続されていないときにはマスタのコンバータでないと判断する。ここでは、DC/DCコンバータ1の端子1bに電圧源Vcが接続されているので、DC/DCコンバータ1のマスタ判別回路36がマスタであると判断する。 The master determination circuit 36 determines that it is a master converter when the voltage source Vc of the input voltage Vin is connected to the terminals 1b to 4b, and determines that it is not a master converter when it is not connected. Here, since the voltage source Vc is connected to the terminal 1b of the DC / DC converter 1, it is determined that the master determination circuit 36 of the DC / DC converter 1 is the master.
マスタと判断したDC/DCコンバータ1のクロックPWM変調回路37は、制御回路32で検出されたDC/DCコンバータの動作数の情報に基づいてクロックをPWM変調して出力する。 The clock PWM modulation circuit 37 of the DC / DC converter 1 determined as the master PWM-modulates the clock based on the information on the number of operations of the DC / DC converter detected by the control circuit 32 and outputs the result.
スレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4のクロックPWM復調回路38は、クロックを受信してPWM復調することにより動作コンバータ数の情報を得てその情報を制御回路32に出力する。なお、クロックPWM変調回路37はマスタのコンバータのときに動作し、クロックPWM復調回路38はスレーブのコンバータのときに動作する。 The clock PWM demodulation circuit 38 of the slave DC / DC converters 2 to 4 obtains information on the number of operation converters by receiving the clock and performing PWM demodulation, and outputs the information to the control circuit 32. The clock PWM modulation circuit 37 operates as a master converter, and the clock PWM demodulation circuit 38 operates as a slave converter.
図3はDC/DCンバータ1〜4の他の部分の構成を示すブロック図である。図3において、DC/DCコンバータ1〜4は、基準電圧源E1〜E4、誤差検出回路21、三角波発生回路22、比較器23、ドライバ回路24、スイッチ素子SW3,SW4及び電流センサ(電流検出手段)15A〜15Dを有している。電流センサ15A〜15Dは、検出した出力電流(検出電流)に応じた電圧の電圧信号Vsense1〜4として出力するようになっている。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of another part of the DC / DC converters 1 to 4. In FIG. 3, DC / DC converters 1 to 4 include reference voltage sources E1 to E4, an error detection circuit 21, a triangular wave generation circuit 22, a comparator 23, a driver circuit 24, switch elements SW3 and SW4, and current sensors (current detection means). ) 15A-15D. The current sensors 15A to 15D are configured to output voltage signals Vsense1 to Vsense4 having voltages corresponding to the detected output current (detected current).
また、DC/DCコンバータ1〜4は、誤差検出回路(変動電圧検出手段)21、目標誤差電圧発生回路26、比較器27,28、加算器29,31、積分器30、比較器11〜13、スイッチ40,41を有している。 The DC / DC converters 1 to 4 include an error detection circuit (fluctuation voltage detection means) 21, a target error voltage generation circuit 26, comparators 27 and 28, adders 29 and 31, an integrator 30, and comparators 11 to 13. , Switches 40 and 41 are provided.
誤差検出回路21は、基準電圧Vref2と出力電圧Voutとの差に応じた第1の誤差電圧Verror1を出力する。
[比較器11]
比較器(第2比較手段)11は、誤差検出回路21から出力される第1の誤差電圧Verror1と後述する閾値電圧(設定電圧)Vaim2とを比較して第1の誤差電圧Verror1が閾値電圧Vaim2を越えると、比較信号(第2比較信号)g3を出力する。すなわち、比較器11は、出力電圧Voutが設定電圧以下になった際にHレベルの比較信号g3を出力する。
[比較器12]
比較器12は、電圧信号Vsense(Vsense1)と閾値Vthdとを比較して電圧信号Vsenseが閾値Vthd以下になるとHレベルの比較信号g1を出力するようになっている。
[比較器13]
比較器(第1比較手段)13は、電圧信号Vsenseと閾値Vthu(>Vthd)とを比較して電圧信号Vsenseが閾値Vthu以上になるとHレベルの比較信号(第1比較信号)g2を出力するようになっている。
The error detection circuit 21 outputs a first error voltage Verror1 corresponding to the difference between the reference voltage Vref2 and the output voltage Vout.
[Comparator 11]
The comparator (second comparison means) 11 compares the first error voltage Verror1 output from the error detection circuit 21 with a threshold voltage (set voltage) Vaim2 described later, and the first error voltage Verror1 is the threshold voltage Vaim2. Is exceeded, a comparison signal (second comparison signal) g3 is output. That is, the comparator 11 outputs the H level comparison signal g3 when the output voltage Vout becomes equal to or lower than the set voltage.
[Comparator 12]
The comparator 12 compares the voltage signal Vsense (Vsense1) with a threshold value Vthd, and outputs an H level comparison signal g1 when the voltage signal Vsense falls below the threshold value Vthd.
[Comparator 13]
The comparator (first comparison means) 13 compares the voltage signal Vsense and the threshold value Vthu (> Vthd), and outputs an H level comparison signal (first comparison signal) g2 when the voltage signal Vsense is equal to or higher than the threshold value Vthu. It is like that.
マスタ用のDC/DCコンバータ1では、スイッチ40がオンし、スイッチ41がオフし、電圧信号Vsenseが電圧信号Vsense1と等しくなり、比較器11〜13,28は動作しないようになる。 In the master DC / DC converter 1, the switch 40 is turned on, the switch 41 is turned off, the voltage signal Vsense becomes equal to the voltage signal Vsense1, and the comparators 11 to 13, 28 do not operate.
スレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4は、スイッチ40がオフし、スイッチ41がオンする。このため、比較器28は電圧信号Vsense(DC/DCコンバータ1の電圧信号Vsense1)とDC/DCコンバータ2〜4の内部の電圧信号Vsense2〜Vsense4とを比較し、その差を増幅したVerror3を出力する。
[目標誤差電圧発生回路]
目標誤差電圧発生回路26は、誤差検出回路21の第1の誤差電圧Verror1の目標値(DC/DCコンバータ1〜4が動作状態にあるときの理想値)である目標誤差電圧Vaimと、この目標誤差電圧Vaimより高い閾値電圧Vaim2を発生する。この閾値電圧Vaim2は、後述する設定電圧に対応する。
In the DC / DC converters 2 to 4 for slaves, the switch 40 is turned off and the switch 41 is turned on. Therefore, the comparator 28 compares the voltage signal Vsense (the voltage signal Vsense1 of the DC / DC converter 1) with the voltage signals Vsense2 to Vsense4 inside the DC / DC converters 2 to 4, and outputs Verror3 obtained by amplifying the difference. To do.
[Target error voltage generator]
The target error voltage generation circuit 26 has a target error voltage Vaim that is a target value of the first error voltage Verror1 of the error detection circuit 21 (ideal value when the DC / DC converters 1 to 4 are in an operating state), and the target error voltage Vaim. A threshold voltage Vaim2 higher than the error voltage Vaim is generated. This threshold voltage Vaim2 corresponds to a set voltage described later.
比較器27は、第1の誤差電圧Verror1と目標誤差電圧Vaimとの誤差を示す第2の誤差電圧Verror2を出力する。
[比較器28]
DC/DCコンバータ2の比較器28は、DC/DCコンバータ1の出力電流Iout1を示す電圧信号Vsense1と、DC/DCコンバータ2の出力電流Iout2を示す電圧信号Vsense2との誤差を示す第3の誤差電圧Verror3を発生する。他のDC/DCコンバータ3,4の比較器28も同様である。
[制御回路]
制御回路32は、図4に示すように、同期回路(第1起動信号出力手段:判断処理回路)50と、非同期回路(第2起動信号出力手段)60と、オア回路70とを有している。
[同期回路]
同期回路50は、デジタル処理を行うデジタル回路で構成され、電圧信号Vsense1を閾値Vthd,Vthuと比較した結果の比較信号g1,g2とに基づいてDC/DCコンバータ2〜4を動作状態または休止状態に切り換える。なお、コンバータ1の比較器11〜13は動作させないように設定される。
The comparator 27 outputs a second error voltage Verror2 indicating an error between the first error voltage Verror1 and the target error voltage Vaim.
[Comparator 28]
The comparator 28 of the DC / DC converter 2 has a third error indicating an error between the voltage signal Vsense1 indicating the output current Iout1 of the DC / DC converter 1 and the voltage signal Vsense2 indicating the output current Iout2 of the DC / DC converter 2. A voltage Verror3 is generated. The same applies to the comparators 28 of the other DC / DC converters 3 and 4.
[Control circuit]
As shown in FIG. 4, the control circuit 32 includes a synchronous circuit (first activation signal output means: determination processing circuit) 50, an asynchronous circuit (second activation signal output means) 60, and an OR circuit 70. Yes.
[Synchronous circuit]
The synchronization circuit 50 is composed of a digital circuit that performs digital processing, and operates the DC / DC converters 2 to 4 based on the comparison signals g1 and g2 obtained by comparing the voltage signal Vsense1 with the threshold values Vthd and Vthu. Switch to. Note that the comparators 11 to 13 of the converter 1 are set not to operate.
DC/DCコンバータ2の同期回路50は、DC/DCコンバータ2が動作状態にあるとき、電圧信号Vsense1が予め決められた閾値Vthd未満になると、負荷6の電力消費量が減少したと判断し、DC/DCコンバータ2を休止状態に切り換える。すなわち、同期回路50は、比較器12からHレベルの比較信号g1が出力されると、DC/DCコンバータ2を休止状態に切り換える。 The synchronization circuit 50 of the DC / DC converter 2 determines that the power consumption of the load 6 has decreased when the voltage signal Vsense1 becomes less than a predetermined threshold Vthd when the DC / DC converter 2 is in an operating state. The DC / DC converter 2 is switched to a dormant state. That is, when the H level comparison signal g1 is output from the comparator 12, the synchronization circuit 50 switches the DC / DC converter 2 to a dormant state.
同期回路50は、DC/DCコンバータ2が休止状態にあるとき、電圧信号Vsense1が予め決められた閾値Vthuを越えて増大すると、負荷6の電力消費量が増大したと判断する。すなわち、同期回路50は、電圧信号Vsense1が閾値Vthuを越えて比較器13からHレベルの比較信号(アップ信号)g2が出力されると、Hレベルの起動信号(第1起動信号)Gaを出力してDC/DCコンバータ2を動作状態に切り換える。また、同期回路50は、起動信号GaがLレベルからHレベルに切り換わってからしばらくの間、Hレベルのホールド信号g4を出力し、しばらく時間が経過すると、ホールド信号g4をLレベルにする。 The synchronization circuit 50 determines that the power consumption of the load 6 has increased when the voltage signal Vsense1 increases beyond a predetermined threshold value Vthu when the DC / DC converter 2 is in a dormant state. That is, when the voltage signal Vsense1 exceeds the threshold value Vthu and the comparator 13 outputs an H level comparison signal (up signal) g2, the synchronization circuit 50 outputs an H level activation signal (first activation signal) Ga. Then, the DC / DC converter 2 is switched to the operating state. Further, the synchronization circuit 50 outputs an H level hold signal g4 for a while after the activation signal Ga switches from the L level to the H level, and sets the hold signal g4 to the L level after a while.
同期回路50は、DC/DCコンバータ2が動作状態及び休止状態のいずれにあるかに応じて、DC/DCコンバータ2内の各構成要素のオン/オフを制御する。 The synchronization circuit 50 controls on / off of each component in the DC / DC converter 2 depending on whether the DC / DC converter 2 is in an operating state or a dormant state.
DC/DCコンバータ2が動作状態にあるとき、比較器27及び目標誤差電圧発生回路26のみが機能を停止し、他の構成要素は動作している。従って、このとき、第3の誤差電圧Verror3が積分器30によって積分されて電圧調整値Vadjustになり、基準電圧Vref1と電圧調整値Vadjustとの和が基準電圧Vref2として誤差検出回路21に入力される。言い換えると、DC/DCコンバータ2が動作状態にあるとき、誤差検出回路21は、基準電圧Vref1と積分された第3の誤差電圧Verror3との和を、誤差検出回路21の基準電圧Vref2として使用する。 When the DC / DC converter 2 is in the operating state, only the comparator 27 and the target error voltage generation circuit 26 stop functioning, and the other components are operating. Therefore, at this time, the third error voltage Verror3 is integrated by the integrator 30 to become the voltage adjustment value Vadjust, and the sum of the reference voltage Vref1 and the voltage adjustment value Vadjust is input to the error detection circuit 21 as the reference voltage Vref2. . In other words, when the DC / DC converter 2 is in an operating state, the error detection circuit 21 uses the sum of the reference voltage Vref1 and the integrated third error voltage Verror3 as the reference voltage Vref2 of the error detection circuit 21. .
一方、DC/DCコンバータ2が休止状態にあるとき、誤差検出回路21、比較器27、目標誤差電圧発生回路26、加算器29,31、積分器30、基準電圧源E2、及び制御回路32のみが動作し、他の構成要素は機能を停止している。従って、このとき、第2の誤差電圧Verror2が積分器30によって積分されて電圧調整値Vadjustになり、基準電圧Vref1と電圧調整値Vadjustとの和が基準電圧Vref2として誤差検出回路21に入力される。言い換えると、DC/DCコンバータ2が休止状態にあるとき、誤差検出回路21は、基準電圧Vref1と積分された第2の誤差電圧Verror2との和を、誤差検出回路21の基準電圧Vref2として使用する。 On the other hand, when the DC / DC converter 2 is in an inactive state, only the error detection circuit 21, the comparator 27, the target error voltage generation circuit 26, the adders 29 and 31, the integrator 30, the reference voltage source E2, and the control circuit 32 only. Operates, and other components have stopped functioning. Accordingly, at this time, the second error voltage Verror2 is integrated by the integrator 30 to become the voltage adjustment value Vadjust, and the sum of the reference voltage Vref1 and the voltage adjustment value Vadjust is input to the error detection circuit 21 as the reference voltage Vref2. . In other words, when the DC / DC converter 2 is in an inactive state, the error detection circuit 21 uses the sum of the reference voltage Vref1 and the integrated second error voltage Verror2 as the reference voltage Vref2 of the error detection circuit 21. .
DC/DCコンバータ2の基準電圧源E2の基準電圧Vref1は、本来は、DC/DCコンバータ1の基準電圧源E1の基準電圧Vref1と一致しているはずであるが、製造ばらつきにより誤差を有する可能性がある。従って、コンバータ2が動作状態にあるとき、基準電圧源E1の基準電圧Vref1は、第3の誤差電圧Verror3に基づき、DC/DCコンバータ2の出力電流Iout2がDC/DCコンバータ1の出力電流Iout1に等しくなるように調整される。DC/DCコンバータ1,2が長時間に亘って動作して定常状態になると、DC/DCコンバータ2の基準電圧源E2の基準電圧Vref1を調整した基準電圧Vref2は、DC/DCコンバータ1の基準電圧源E1の基準電圧Vref1に等しくなる。このとき、DC/DCコンバータ1,2の各電流センサ15A,15Bによって検出される出力電流Iout1,Iout2の大きさは等しくなる。 The reference voltage Vref1 of the reference voltage source E2 of the DC / DC converter 2 should be originally identical with the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E1 of the DC / DC converter 1, but may have an error due to manufacturing variations. There is sex. Therefore, when the converter 2 is in the operating state, the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E1 is based on the third error voltage Verror3, and the output current Iout2 of the DC / DC converter 2 becomes the output current Iout1 of the DC / DC converter 1. Adjusted to be equal. When the DC / DC converters 1 and 2 operate for a long time and reach a steady state, the reference voltage Vref2 obtained by adjusting the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E2 of the DC / DC converter 2 is the reference voltage of the DC / DC converter 1. It becomes equal to the reference voltage Vref1 of the voltage source E1. At this time, the magnitudes of the output currents Iout1 and Iout2 detected by the current sensors 15A and 15B of the DC / DC converters 1 and 2 are equal.
ただし、このように基準電圧源E2の基準電圧Vref1の誤差を調整する機能は、DC/DCコンバータ2が動作状態にあり、出力電流Iout2を発生していることが前提である。よって、DC/DCコンバータ2が休止状態にあるとき、出力電流Iout2はゼロになるので、第3の誤差電圧Verror3に基づき、基準電圧源E1の基準電圧Vref1の誤差を補正することはできなくなる。このため、DC/DCコンバータ2が休止状態にあるとき、基準電圧源E2の基準電圧Vref1は、第3の誤差電圧Verror3に代えて、第2の誤差電圧Verror2に基づいて調整される。 However, the function of adjusting the error of the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E2 in this way is based on the premise that the DC / DC converter 2 is in an operating state and generates an output current Iout2. Therefore, when the DC / DC converter 2 is in the resting state, the output current Iout2 becomes zero, so that it is impossible to correct the error of the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E1 based on the third error voltage Verror3. For this reason, when the DC / DC converter 2 is in an inactive state, the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E2 is adjusted based on the second error voltage Verror2 instead of the third error voltage Verror3.
DC/DCコンバータ2〜4は、動作状態にあるときだけでなく、休止状態にあるときにおいても、コンバータ2の基準電圧源E2の基準電圧Vref1と、コンバータ1の基準電圧源E1の基準電圧Vref1との誤差を調整する。DC/DCコンバータ2が休止状態にあるとき、基準電圧Vref1と積分された第2の誤差電圧Verror2との和を誤差検出回路21の基準電圧Vref2として使用することにより、基準電圧Vref2は、基準電圧源E1の基準電圧Vref1と等しくなる。その理由を以下に述べる。 The DC / DC converters 2 to 4 are not only in the operating state but also in the resting state, the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E2 of the converter 2 and the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E1 of the converter 1 And adjust the error. By using the sum of the reference voltage Vref1 and the integrated second error voltage Verror2 as the reference voltage Vref2 of the error detection circuit 21 when the DC / DC converter 2 is in the resting state, the reference voltage Vref2 is It becomes equal to the reference voltage Vref1 of the source E1. The reason is described below.
DC/DCコンバータ2〜4が休止状態にあるときであっても、DC/DCコンバータ1は常に動作状態にあり、マルチフェーズ電源装置10の出力電圧Voutは目標値である基準電圧Vref1になるように制御され、また、誤差検出回路21は動作している。従って、定常状態では、誤差検出回路21から出力される誤差電圧Verror1は、Vref1とVinとの誤差(すなわちほぼゼロ)を積分した値になるはずである。しかし、実際には、DC/DCコンバータ2〜4の基準電圧源E2〜E4の基準電圧Vref1は、コンバータ1の基準電圧源E1の基準電圧Vref1とは異なる。このため、誤差電圧Verror1は、DC/DCコンバータ2〜4が動作状態にあるときの理想値と異なり、次第にずれていく。 Even when the DC / DC converters 2 to 4 are in a resting state, the DC / DC converter 1 is always in an operating state so that the output voltage Vout of the multiphase power supply apparatus 10 becomes a reference voltage Vref1 that is a target value. The error detection circuit 21 is operating. Therefore, in a steady state, the error voltage Verror1 output from the error detection circuit 21 should be a value obtained by integrating the error (that is, substantially zero) between Vref1 and Vin. However, actually, the reference voltage Vref1 of the reference voltage sources E2 to E4 of the DC / DC converters 2 to 4 is different from the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E1 of the converter 1. For this reason, the error voltage Verror1 gradually shifts from the ideal value when the DC / DC converters 2 to 4 are in the operating state.
実際の誤差電圧Verror1とその理想値との誤差は、誤差検出回路21に含まれる積分回路により、時間の経過とともにどんどん大きくなる。そこで、目標誤差電圧発生回路26により誤差電圧Verror1の目標値である目標誤差電圧Vaimを発生し、比較器27により目標誤差電圧Vaimと実際の誤差電圧Verror1とを比較し、その誤差が0になるようにフィードバックをかける。これにより、基準電圧Vref2は、基準電圧源E1の基準電圧Vref1と等しくなることが期待できる。 The error between the actual error voltage Verror1 and its ideal value increases with time due to the integration circuit included in the error detection circuit 21. Therefore, the target error voltage Vaim which is the target value of the error voltage Verror1 is generated by the target error voltage generation circuit 26, the target error voltage Vaim is compared with the actual error voltage Verror1 by the comparator 27, and the error becomes zero. So give feedback. Thereby, it can be expected that the reference voltage Vref2 is equal to the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E1.
なぜなら、誤差電圧Verror1が理想値に等しいということは、DC/DCコンバータ1とDC/DCコンバータ2〜4とが同じ動作をし、DC/DCコンバータ1〜4の誤差検出回路21に入力される基準電圧Vref1,Vref2が互いに等しいことを意味するからである。
[同期回路の処理動作]
制御回路32の同期回路50は、図5に示すフロー図にしたがって処理動作をしていく。図5に示すフロー図を簡単に説明する。
This is because the error voltage Verror1 is equal to the ideal value means that the DC / DC converter 1 and the DC / DC converters 2 to 4 perform the same operation and are input to the error detection circuit 21 of the DC / DC converters 1 to 4. This is because it means that the reference voltages Vref1 and Vref2 are equal to each other.
[Synchronous circuit processing]
The synchronization circuit 50 of the control circuit 32 performs a processing operation according to the flowchart shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 5 will be briefly described.
ステップ1では、制御回路32すなわち同期回路50のオア回路70から出力される起動信号Ga(active)=Hレベルに設定する。 In step 1, the activation signal Ga (active) output from the control circuit 32, that is, the OR circuit 70 of the synchronization circuit 50, is set to H level.
ステップ2では、ホールド信号g4がHレベルであるか否かが判断され、ノーであればステップ6へ進み、イエスであれがステップ3へ進む。 In step 2, it is determined whether or not the hold signal g4 is at the H level. If no, the process proceeds to step 6, and if yes, the process proceeds to step 3.
ステップ3では、図示しない内部カウンタに設定した数値をクロックごとに減算していく。設定した数値がゼロになるまで、ステップ3,4の処理動作を繰返す。すなわち、所定時間経過するまで待機する。 In step 3, the numerical value set in an internal counter (not shown) is subtracted for each clock. The processing operations in steps 3 and 4 are repeated until the set numerical value becomes zero. That is, it waits until a predetermined time elapses.
内部カウンタの数値がゼロになったらステップ5へ進み、ステップ5ではホールド信号g4をLレベルに設定する。 When the value of the internal counter becomes zero, the process proceeds to step 5, where the hold signal g4 is set to L level.
ステップ6では、比較器12の比較信号g1(is down)がHレベルであるか否かが判断され、ステップ7では動作しているDC/DCコンバータ1〜4の数と制御回御32Bで得られた順番数とが等しいか否かが判断される。比較信号g1(is down)がHレベルで、且つ、DC/DCコンバータ1〜4の駆動数と制御回路32で得られた順番数とが等しい場合、起動信号Ga(active)をLレベルに設定する(ステップ8)。そして、ステップ9ではホールド信号g4をHレベルに設定する。 In step 6, the comparison signal g1 (is In step 7, it is determined whether or not the number of operating DC / DC converters 1 to 4 is equal to the number of orders obtained in the control control 32B. The Comparison signal g1 (is down) is at the H level, and when the number of drives of the DC / DC converters 1 to 4 is equal to the number of orders obtained by the control circuit 32, the activation signal Ga (active) is set to the L level (step 8). . In step 9, the hold signal g4 is set to H level.
ステップ9では内部カウンタを所定の値にセットする。ステップ10では起動信号Ga(active)をLレベルに設定する。 In step 9, the internal counter is set to a predetermined value. In step 10, the activation signal Ga (active) is set to L level.
ステップ11では、ホールド信号g4がHレベルか否かが判断され、ノーであればステップ15へ進み、イエスであればステップ12へ進む。 In step 11, it is determined whether or not the hold signal g4 is at the H level. If no, the process proceeds to step 15, and if yes, the process proceeds to step 12.
ステップ12,13では、ホールド信号g4がHレベルである間はクロックごとに内部カウンタの値を減らしていき、その値がゼロになると、すなわち所定時間が経過すると、ホールド信号g4をLレベルに設定する(ステップ14)。 In steps 12 and 13, while the hold signal g4 is at the H level, the value of the internal counter is decreased for each clock, and when the value becomes zero, that is, when a predetermined time elapses, the hold signal g4 is set to the L level. (Step 14).
ステップ15では、比較器13の比較信号g2(is up)がHレベルか否かが判断され、ステップ16では動作しているDC/DCコンバータ1〜4の数が制御回路32Bで得られた順番数より1小さいか否かが判断される。比較信号g2(is up)がHレベルで、且つ、DC/DCコンバータ1〜4の駆動数が制御回路32Bで得られた順番数より1小さい場合、起動信号Ga(active)をHレベルに設定する(ステップ17)。そして、ステップ18ではホールド信号g4をHレベルに設定し、内部カウンタに所定の値をセットしてステップ1へ戻る。 In step 15, the comparison signal g2 (is up) is at the H level, and at step 16, it is determined whether or not the number of operating DC / DC converters 1 to 4 is one less than the order number obtained by the control circuit 32B. Comparison signal g2 (is up) is at the H level and the number of drives of the DC / DC converters 1 to 4 is one less than the order number obtained by the control circuit 32B, the activation signal Ga (active) is set to the H level (step 17). . In step 18, the hold signal g4 is set to H level, a predetermined value is set in the internal counter, and the process returns to step 1.
この同期回路50は、上記の処理動作を行なうことにより、負荷6の大きさに応じた数のDC/DCコンバータ2〜4を駆動させるまでに長時間(数十μ秒)要することになる。しかし、負荷6の大きさに対応した適正な数のDC/DCコンバータ2〜4を駆動させることができる。 This synchronization circuit 50 takes a long time (several tens of microseconds) to drive the number of DC / DC converters 2 to 4 corresponding to the size of the load 6 by performing the above processing operation. However, an appropriate number of DC / DC converters 2 to 4 corresponding to the size of the load 6 can be driven.
そして、比較器13と同期回路50とで第1起動信号を出力する第1起動信号出力系統が構成される。
[非同期回路]
非同期回路60は、デジタル論理回路から構成されている。この非同期回路60は、同期回路50から出力されるホールド信号g4を反転させるインバータ61と、このインバータ61の出力信号g5と比較器11の比較信号g3との論理積をとるアンド回路62とから構成されている。
The comparator 13 and the synchronization circuit 50 constitute a first activation signal output system that outputs the first activation signal.
[Asynchronous circuit]
The asynchronous circuit 60 is composed of a digital logic circuit. The asynchronous circuit 60 includes an inverter 61 that inverts the hold signal g4 output from the synchronous circuit 50, and an AND circuit 62 that performs a logical product of the output signal g5 of the inverter 61 and the comparison signal g3 of the comparator 11. Has been.
非同期回路60は、同期回路50から出力されるホールド信号g4がLレベルのとき、インバータ61の出力信号g5がHレベルとなるので、比較器11からHレベルの比較信号g3が出力されると、Hレベルの起動信号Gbを出力する。この起動信号Gbはオア回路70を介して出力されることになる。このオア回路70から出力される起動信号Gbによって、休止中のDC/DCコンバータ2は起動されてスイッチング動作を開始していくことになる。 Since the output signal g5 of the inverter 61 becomes H level when the hold signal g4 output from the synchronization circuit 50 is L level, the asynchronous circuit 60 outputs the H level comparison signal g3 from the comparator 11. An H level activation signal Gb is output. The activation signal Gb is output via the OR circuit 70. In response to the start signal Gb output from the OR circuit 70, the inactive DC / DC converter 2 is started to start a switching operation.
非同期回路60は、クロック処理を行っていないので、比較器11からHレベルの比較信号g3が出力されると、短時間(数n秒以内)でHレベルの起動信号Gbを出力することになる。すなわち、非同期回路60は比較器11からHレベルの比較信号g3が出力されるとほぼ同時にHレベルの起動信号Gbを出力する。 Since the asynchronous circuit 60 does not perform clock processing, when the H-level comparison signal g3 is output from the comparator 11, the asynchronous circuit 60 outputs the H-level start signal Gb in a short time (within several n seconds). . That is, the asynchronous circuit 60 outputs the H level start signal Gb almost simultaneously with the output of the H level comparison signal g3 from the comparator 11.
そして、誤差検出回路21と比較器11と非同期回路60とで第2起動信号出力系統が構成される。 The error detection circuit 21, the comparator 11, and the asynchronous circuit 60 constitute a second activation signal output system.
コンバータ3,4もコンバータ2と同様に構成されるので、その説明は省略する。 Since the converters 3 and 4 are configured in the same manner as the converter 2, the description thereof is omitted.
[動 作]
次に、上記のように構成されるマルチフェーズ電源装置10の動作を図6〜図8に示すタイムチャートを参照しながら説明する。
[Operation]
Next, the operation of the multi-phase power supply device 10 configured as described above will be described with reference to the time charts shown in FIGS.
マスタ用のDC/DCコンバータ1が動作しており、スレーブのDC/DCコンバータ2〜4が休止しているものとする。休止しているDC/DCコンバータ2の誤差検出回路21は動作しているので、基準電圧源E2の基準電圧Vref1と積分された第2の誤差電圧Verror2との和が誤差検出回路21の基準電圧Vref2となる。 It is assumed that the master DC / DC converter 1 is operating and the slave DC / DC converters 2 to 4 are inactive. Since the error detection circuit 21 of the DC / DC converter 2 in operation is operating, the sum of the reference voltage Vref1 of the reference voltage source E2 and the integrated second error voltage Verror2 is the reference voltage of the error detection circuit 21. Vref2.
いま、時点t1で負荷6が軽負荷から重負荷へ少し変動したことによりマルチフェーズ電源装置10の出力電圧Voutが変動(低下)する。この変動により、DC/DCコンバータ1の電圧制御系(誤差検出回路21,比較器23,スイッチング素子SW3,SW4、インダクタL1、キャパシタC0)の働きにより、出力電圧Voutはすぐに元の電圧に戻る。 Now, the output voltage Vout of the multiphase power supply apparatus 10 fluctuates (decreases) because the load 6 slightly fluctuates from the light load to the heavy load at time t1. Due to this variation, the output voltage Vout immediately returns to the original voltage due to the action of the voltage control system of the DC / DC converter 1 (the error detection circuit 21, the comparator 23, the switching elements SW3 and SW4, the inductor L1, and the capacitor C0). .
すなわち、出力電圧Voutは一瞬だけ低下するだけであり、この場合、誤差検出回路21の誤差電圧Verror1は、上述のように、比較器27により目標誤差電圧Vaimと比較されて、Vaimと等しくなるように制御されているが、その出力電圧Voutの変動が小さいことにより目標誤差電圧Vaimから少し乖離するが閾値電圧Vaim2を越えない。 That is, the output voltage Vout only decreases for a moment. In this case, the error voltage Verror1 of the error detection circuit 21 is compared with the target error voltage Vaim by the comparator 27 as described above, and becomes equal to Vaim. Although the output voltage Vout varies little, it deviates slightly from the target error voltage Vaim but does not exceed the threshold voltage Vaim2.
同様に、時点t2で負荷6が大きく変動すると、電圧制御系の働きにより、出力電圧Voutはすぐに元の電圧に戻る。すなわち、出力電圧Voutは一瞬だけ低下するだけであり、この場合、誤差検出回路21の誤差電圧Verror1は、その出力電圧Voutの変動が大きいことにより、出力電圧Voutが設定電圧より低下して、閾値電圧Vaim2を越えることになる。 Similarly, when the load 6 greatly fluctuates at time t2, the output voltage Vout immediately returns to the original voltage due to the action of the voltage control system. In other words, the output voltage Vout only decreases for a moment. In this case, the error voltage Verror1 of the error detection circuit 21 has a large fluctuation in the output voltage Vout. The voltage Vaim2 will be exceeded.
いずれの場合も誤差検出回路21の誤差電圧Verror1は、出力電圧Voutに応じて変化するが、長い時間で見れば、積分器30の電圧調整値Vadjustの補正が効いて目標誤差電圧Vaimに収束する。
[負荷が重負荷に急変動した場合]
次に、負荷6が急に重くなった場合について、図7のタイムチャートを参照しながら説明する。
In either case, the error voltage Verror1 of the error detection circuit 21 changes according to the output voltage Vout. However, when viewed in a long time, the correction of the voltage adjustment value Vadjust of the integrator 30 is effective and converges to the target error voltage Vaim. .
[When load suddenly fluctuates to heavy load]
Next, the case where the load 6 suddenly increases will be described with reference to the time chart of FIG.
マスタ用のDC/DCコンバータ1は動作し、スレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4は休止しているものとする。 It is assumed that the master DC / DC converter 1 is operating and the slave DC / DC converters 2 to 4 are inactive.
いま、時点t3で負荷6が急激に大きくなったとすると、動作中のDC/DCコンバータ1の電圧制御系では追従しきれず出力電圧Voutが大きく低下して設定電圧以下となる。この出力電圧Voutの低下により、各DC/DCコンバータ2〜4の誤差検出回路21(図3参照)の誤差電圧Verror1が上昇していく。この誤差電圧Verror1は、出力電圧Voutの設定電圧以下の低下により、目標誤差電圧発生回路26の閾値電圧Vaim2を超えることになる。 Assuming that the load 6 suddenly increases at time t3, the voltage control system of the operating DC / DC converter 1 cannot fully follow, and the output voltage Vout is greatly reduced to the set voltage or lower. As the output voltage Vout decreases, the error voltage Verror1 of the error detection circuit 21 (see FIG. 3) of each DC / DC converter 2 to 4 increases. The error voltage Verror1 exceeds the threshold voltage Vaim2 of the target error voltage generation circuit 26 due to a drop below the set voltage of the output voltage Vout.
このため、各DC/DCコンバータ2〜4の比較器11の比較信号g3がHレベルとなり、このHレベルの比較信号g3は図4に示す制御回路32の非同期回路60のアンド回路62に入力する。各DC/DCコンバータ2〜4は休止中のため、DC/DCコンバータ2〜4の各同期回路50からLレベルのホールド信号g4が出力されており、各非同期回路60のインバータ61の出力信号g5がHレベルとなってアンド回路62に入力している。このため、Hレベルの比較信号g3が非同期回路60のアンド回路62に入力すると、それぞれのアンド回路62からHレベルの起動信号Gbが出力され、この起動信号Gbはそれぞれのオア回路70を介して出力される。 For this reason, the comparison signal g3 of the comparator 11 of each of the DC / DC converters 2 to 4 becomes H level, and this H level comparison signal g3 is input to the AND circuit 62 of the asynchronous circuit 60 of the control circuit 32 shown in FIG. . Since each of the DC / DC converters 2 to 4 is at rest, an L level hold signal g4 is output from each of the synchronous circuits 50 of the DC / DC converters 2 to 4, and the output signal g5 of the inverter 61 of each asynchronous circuit 60 is output. Becomes H level and is input to the AND circuit 62. Therefore, when the H level comparison signal g 3 is input to the AND circuit 62 of the asynchronous circuit 60, the H level start signal Gb is output from each AND circuit 62, and this start signal Gb passes through each OR circuit 70. Is output.
ところで、非同期回路60はクロックに非同期である論理回路から構成されているので、比較器11から出力されるHレベルの比較信号g3の入力とほぼ同時に各DC/DCコンバータ2〜4のオア回路70から起動信号Gbがそれぞれ出力される。このため、出力電圧Voutの大きな変動の検出時から短時間で休止中のDC/DCコンバータ2〜4を一斉に起動させることができ、大きく変動した出力電圧Voutは直ぐに元の出力電圧に戻ることになる。
[変化後の負荷が軽負荷の場合]
ここで、負荷6の変化自体は急であったが、変化後の負荷6の消費電力はそれほど多くなく、全てのDC/DCコンバータ1〜4を動作させたのでは多すぎる場合について以下に説明する。
Incidentally, since the asynchronous circuit 60 is composed of a logic circuit asynchronous to the clock, the OR circuit 70 of each DC / DC converter 2 to 4 is almost simultaneously with the input of the H level comparison signal g3 output from the comparator 11. Start signals Gb are respectively output from. For this reason, the DC / DC converters 2 to 4 that have been suspended can be started all at once in a short time after the detection of a large variation in the output voltage Vout, and the greatly varied output voltage Vout immediately returns to the original output voltage. become.
[When the load after change is light]
Here, although the change of the load 6 itself was abrupt, the power consumption of the load 6 after the change is not so much, and a case where all the DC / DC converters 1 to 4 are operated too much will be described below. To do.
DC/DCコンバータ2〜4が動作を開始すると、DC/DCコンバータ1〜4の1つあたりの出力電流は1/4になる。これに対応する電流センサ15Aが検出する出力電流に応じた電圧、すなわち電圧信号Vsense(=Vsense1)はゆっくり低下していく。これは、制御帯域を広くしすぎると安定性の問題が生じるため、電圧信号Vsense1の変化はゆっくりとなるよう調整されている。 When the DC / DC converters 2 to 4 start operating, the output current per DC / DC converter 1 to 4 becomes 1/4. The voltage corresponding to the output current detected by the current sensor 15A corresponding to this, that is, the voltage signal Vsense (= Vsense1) gradually decreases. This is because the stability problem occurs when the control band is too wide, and therefore the change of the voltage signal Vsense1 is adjusted to be slow.
電圧信号Vsense1が低下して比較器12の閾値Vthdを下まわると、DC/DCコンバータ2〜4の比較器12からHレベルの比較信号g1がそれぞれ出力される(時点t4)。 When the voltage signal Vsense1 decreases and falls below the threshold value Vthd of the comparator 12, the comparator 12 of the DC / DC converters 2 to 4 outputs the H level comparison signal g1 (time t4).
DC/DCコンバータ2〜4は、制御回路32Bで得られた動作順番を認識しており、先ず、最初に休止状態に移行するのはDC/DCコンバータ4である(図5のフローに従えば複数のDC/DCコンバータが一斉に動作状態から休止状態へ移行することはない)。 The DC / DC converters 2 to 4 recognize the operation order obtained by the control circuit 32B. First, the DC / DC converter 4 first shifts to the sleep state (according to the flow of FIG. 5). A plurality of DC / DC converters do not simultaneously shift from an operating state to a dormant state).
ところで、DC/DCコンバータ2〜4を休止状態から動作状態へ移行した直後は制御系が安定状態になく、再び休止状態へ移行したりする不安定な状態が継続し、再び誤って動作状態に移行し、状態遷移を繰り返してしまう虞がある。このため、動作状態と休止状態の間の遷移があると、一定時間再び状態が遷移することがないように禁止時間をもうけている。 By the way, immediately after the DC / DC converters 2 to 4 are shifted from the hibernation state to the operation state, the control system is not in the stable state, and an unstable state in which the control system shifts to the hibernation state continues again. There is a risk of transition and repeated state transitions. For this reason, when there is a transition between the operation state and the sleep state, a prohibition time is provided so that the state does not transition again for a certain period of time.
すなわち、比較信号g1(is down)がHレベルになってからすぐにコンバータ4の同期回路50から出力される起動信号Ga(active)をLレベルにしてコンバータ4を休止状態に移行させるものではない。コンバータ4が動作状態に移行して十分に時間が経過して安定状態になってから、再びコンバータ4を休止状態に移行させる。つまり、比較信号g1がHレベルになった時点t4から所定時間経過後にDC/DCコンバータ4の起動信号GbはLレベルにされ(時点t5)、DC/DCコンバータ4が休止状態に移行される。 That is, the comparison signal g1 (is The start signal Ga (active) output from the synchronization circuit 50 of the converter 4 is not changed to L level immediately after down) becomes H level, and the converter 4 is not shifted to the sleep state. After sufficient time has elapsed since the converter 4 has shifted to the operating state and has become stable, the converter 4 is again shifted to the resting state. That is, the activation signal Gb of the DC / DC converter 4 is set to L level (time t5) after a predetermined time has elapsed since the time t4 when the comparison signal g1 became H level, and the DC / DC converter 4 is shifted to a resting state.
DC/DCコンバータ4が休止により、DC/DCコンバータ1〜4の動作数が4から3に変化したため、1つあたりのDC/DCコンバータの出力電流は4/3倍に増加する。それに対応して、電流センサ15Aが検出する電圧信号Vsenseは上昇するものの、依然として比較器12の閾値Vthdを下回っており、DC/DCコンバータ2,3の比較信号g1(is down)はHレベルのままである。 Since the number of operations of the DC / DC converters 1 to 4 is changed from 4 to 3 due to the suspension of the DC / DC converter 4, the output current per DC / DC converter increases 4/3 times. Correspondingly, the voltage signal Vsense detected by the current sensor 15A rises, but is still below the threshold value Vthd of the comparator 12, and the comparison signal g1 (is down) remains at the H level.
DC/DCコンバータ2,3は制御回路32Bで得られた動作順番を認識しており、次に休止状態に移行するのはDC/DCコンバータ3であることがわかっている。先程と同様、DC/DCコンバータ4が休止状態に移行したのにともない、DC/DCコンバータ1〜4からなる全体の制御系は不安定な状態になっている。この状態でDC/DCコンバータ3が休止状態に移行すると過渡的に不安定な状態が継続してしまう。 The DC / DC converters 2 and 3 recognize the operation order obtained by the control circuit 32B, and it is known that the DC / DC converter 3 next shifts to the sleep state. As before, as the DC / DC converter 4 shifts to the resting state, the entire control system including the DC / DC converters 1 to 4 is in an unstable state. In this state, when the DC / DC converter 3 shifts to a dormant state, a transiently unstable state continues.
DC/DCコンバータ4が休止状態に移行して並列動作数が変化したという情報は別途手段(クロックPWM変調回路37、クロックPWM復調回路38)で各DC/DCコンバータ1〜4が共有しており、並列動作数が変化した直後は各コンバータの状態遷移をおこなわないように禁止時間をもうけている。これにより、比較信号g1(is down)がHレベルであっても、DC/DCコンバータ4が休止状態に移行した後はすぐにDC/DCコンバータ3も休止状態に移行するわけではない。DC/DCコンバータ4が休止状態に移行して十分に時間が経過して安定状態になってから、DC/DCコンバータ3は休止状態に移行する。 Each DC / DC converter 1 to 4 shares information that the DC / DC converter 4 shifts to a sleep state and the number of parallel operations has changed by means (clock PWM modulation circuit 37, clock PWM demodulation circuit 38). Immediately after the number of parallel operations changes, a prohibition time is provided so that the state transition of each converter is not performed. Thereby, the comparison signal g1 (is Even if down) is at the H level, the DC / DC converter 3 does not shift to the sleep state immediately after the DC / DC converter 4 shifts to the sleep state. After the DC / DC converter 4 shifts to the resting state and sufficiently time elapses and becomes stable, the DC / DC converter 3 transitions to the resting state.
すなわち、DC/DCコンバータ4が休止状態に移行した時点t5から所定時間経過後にDC/DCコンバータ3の起動信号GbはLレベルにされ(時点t6)、DC/DCコンバータ3が休止状態に移行される。 That is, the activation signal Gb of the DC / DC converter 3 is set to L level (time t6) after a lapse of a predetermined time from the time t5 when the DC / DC converter 4 shifts to the hibernation state, and the DC / DC converter 3 shifts to the hibernation state. The
DC/DCコンバータ1〜4の動作数は、3から2に変化したため、1つあたりのコンバータの出力電流は3/2倍に増加する。このため、電流センサ15Aが検出する電圧信号Vsense1は上昇し、DC/DCコンバータ2の比較器12の閾値Vthdを上回る(時点t7)。コンバータ2はそのまま継続して動作し続ける。 Since the number of operations of the DC / DC converters 1 to 4 has changed from 3 to 2, the output current of one converter increases 3/2 times. For this reason, the voltage signal Vsense1 detected by the current sensor 15A rises and exceeds the threshold value Vthd of the comparator 12 of the DC / DC converter 2 (time point t7). The converter 2 continues to operate as it is.
上記期間中、負荷6の消費電流の変化は急であるので、出力電圧Voutの変化が大きい。これによりコンバータ2〜4の起動信号Gb(f active)が出力されてコンバータ2〜4が一斉に起動する。DC/DCコンバータ1の出力電流Iout1は、負荷6が急激に重くなった時点で急速に増加し、その後、DC/DCコンバータ2〜4の起動を受けて、1/4に急減する。DC/DCコンバータ1が出力する電圧信号Vsense1は、DC/DCコンバータ1の出力電圧に比例した電圧値になるが、制御系の安定化のために帯域制限をしており、上記の急激な変化には追従できない。 During the above period, the change in the current consumption of the load 6 is abrupt, so the change in the output voltage Vout is large. As a result, the start signals Gb (f active) is output and the converters 2 to 4 are activated simultaneously. The output current Iout1 of the DC / DC converter 1 increases rapidly when the load 6 suddenly becomes heavier, and then decreases rapidly to ¼ upon activation of the DC / DC converters 2-4. The voltage signal Vsense1 output from the DC / DC converter 1 has a voltage value proportional to the output voltage of the DC / DC converter 1, but the band is limited for the stabilization of the control system, and the abrupt change described above. Cannot follow.
これにより、電流センサ15Aが検出する電圧信号Vsense1の電圧が上昇して比較器12の閾値Vthuを上回ることはなく、従ってDC/DCコンバータ2〜4の比較器13からHレベルの比較信号g2(is up)が出力されることはない。これは、電圧信号Vsense1の電圧が上昇する前に、比較器11から比較信号g3(f active)が出力されて、DC/DCコンバータ1の出力電流が低下するからである。
[負荷の変動が緩やかな場合]
次に、負荷6が除々に重くなっていく場合について、図8のタイムチャートを参照しながら説明する。
As a result, the voltage of the voltage signal Vsense1 detected by the current sensor 15A does not rise and exceed the threshold value Vthu of the comparator 12. Therefore, the comparator 13 of the DC / DC converters 2 to 4 outputs an H level comparison signal g2 ( is up) is never output. This is because the comparator 11 outputs the comparison signal g3 (f) before the voltage of the voltage signal Vsense1 rises. This is because the output current of the DC / DC converter 1 decreases.
[When the load changes slowly]
Next, the case where the load 6 gradually increases will be described with reference to the time chart of FIG.
マスタ用のDC/DCコンバータ1は動作し、スレーブ用のDC/DCコンバータ2〜4は休止しているものとする。 It is assumed that the master DC / DC converter 1 is operating and the slave DC / DC converters 2 to 4 are inactive.
いま、負荷6が徐々に重くなっていき(時点t10)、DC/DCコンバータ1の出力電流Ioutが増加していく。出力電流Ioutの増加とともに、電流センサ15Aが出力する電圧信号Vsense1の電圧が上昇していく。電圧信号Vsense1の電圧がDC/DCコンバータ2〜4の比較器13の閾値Vthuを超えると(時点t11)、DC/DCコンバータ2〜4の比較器13からそれぞれ出力される比較信号g2(is up)がHレベルとなる。 Now, the load 6 gradually increases (time t10), and the output current Iout of the DC / DC converter 1 increases. As the output current Iout increases, the voltage of the voltage signal Vsense1 output from the current sensor 15A increases. When the voltage of the voltage signal Vsense1 exceeds the threshold value Vthu of the comparator 13 of the DC / DC converters 2 to 4 (time t11), the comparison signal g2 (is) respectively output from the comparator 13 of the DC / DC converters 2 to 4 up) becomes H level.
DC/DCコンバータ2〜4は、制御回路32Bで得られた動作順番を認識しており、起動するのはDC/DCコンバータ2であることがわかっているため、DC/DCコンバータ2の同期回路50のみからHレベルの起動信号Ga(active)を出力する。この起動信号Gaにより、DC/DCコンバータ2は、休止状態から動作状態に復帰する。 Since the DC / DC converters 2 to 4 recognize the operation order obtained by the control circuit 32B and know that it is the DC / DC converter 2 that starts up, the DC / DC converter 2 synchronization circuit The H level activation signal Ga (active) is output from only 50. In response to the activation signal Ga, the DC / DC converter 2 returns from an inactive state to an operating state.
DC/DCコンバータ2が動作状態に移行すると、DC/DCコンバータ1の出力電流Ioutと等しい電流を出力するように制御がかかるため、DC/DCコンバータ1の1つ当たりの出力電流は半分に落ちる。これにともない、電流センサ15Aが出力する電圧信号Vsense1の電圧も低下する(時点t11)。 When the DC / DC converter 2 shifts to the operating state, control is performed so as to output a current equal to the output current Iout of the DC / DC converter 1, so that the output current per one of the DC / DC converter 1 falls by half. . Along with this, the voltage of the voltage signal Vsense1 output from the current sensor 15A also decreases (time t11).
さらに、負荷6の消費電流が徐々に重くなると、再び電流センサ15Aが出力する電圧信号Vsenseの電圧がDC/DCコンバータ2〜4の比較器13の閾値Vthuを越える(時点t12)。DC/DCコンバータ2は既に動作状態に移行しているため、DC/DCコンバータ2の比較器13からはHレベルの比較信号g2は出力されず、DC/DCコンバータ3,4の比較器13からHレベルの比較信号g2が出力される。 Further, when the current consumption of the load 6 gradually increases, the voltage of the voltage signal Vsense output from the current sensor 15A again exceeds the threshold value Vthu of the comparator 13 of the DC / DC converters 2 to 4 (time t12). Since the DC / DC converter 2 has already shifted to the operating state, the comparator 13 of the DC / DC converter 2 does not output the H-level comparison signal g2, and the comparator 13 of the DC / DC converters 3 and 4 does not output it. An H level comparison signal g2 is output.
各DC/DCコンバータ3,4は動作順番を認識しており、次に起動するのはDC/DCコンバータ3であることがわかっているため、DC/DCコンバータ3の同期回路50のみからHレベルの起動信号Ga(active)を出力する。この起動信号Gaにより、DC/DCコンバータ3は、休止状態から動作状態に復帰する。 Each DC / DC converter 3 and 4 recognizes the order of operation, and since it is known that the next DC / DC converter 3 is started up, only the synchronizing circuit 50 of the DC / DC converter 3 is set to the H level. The activation signal Ga (active) is output. In response to the activation signal Ga, the DC / DC converter 3 returns from the resting state to the operating state.
DC/DCコンバータ3が動作状態に移行すると、DC/DCコンバータ1の出力電流Ioutと等しい電流を出力するように制御がかかるため、コンバータ1つあたりの出力電流は2/3に落ちる。つまり、DC/DCコンバータ1,2の2つで動作していた状態から、3つのDC/DCコンバータ1〜3で動作する状態へ移行するからである。これにともない、電流センサ15Aが出力する電圧信号Vsenseの電圧も低下する(時点12)。 When the DC / DC converter 3 shifts to the operating state, control is performed so as to output a current equal to the output current Iout of the DC / DC converter 1, so that the output current per converter falls to 2/3. That is, the state where the two DC / DC converters 1 and 2 operate is shifted to the state where the three DC / DC converters 1 to 3 operate. Accordingly, the voltage signal Vsense output from the current sensor 15A also decreases (time 12).
さらに、負荷6の消費電流が徐々に重くなり、上述と同様にしてDC/DCコンバータ4も休止状態から動作状態へ移行する(時点t13)。 Further, the current consumption of the load 6 gradually increases, and the DC / DC converter 4 also shifts from the resting state to the operating state in the same manner as described above (time t13).
上記期間中、負荷6の消費電流の変化は緩やかであるので、マルチフェーズ電源装置10の出力電圧Voutの変化はほとんどない。DC/DCコンバータ2〜4が休止状態から動作状態に復帰した直後に制御系が安定するまで過渡的に電圧が上下することがある。しかし、休止状態にあるDC/DCコンバータ2〜4において、それぞれのDC/DCコンバータ2〜4の誤差検出回路21の誤差電圧Verror1が目標誤差電圧発生回路26の閾値電圧Vaim2を越えることはない。このため、比較器11から比較信号g3(f active)が出力されることはない。 During the above period, since the change in the current consumption of the load 6 is gradual, there is almost no change in the output voltage Vout of the multiphase power supply device 10. Immediately after the DC / DC converters 2 to 4 return from the resting state to the operating state, the voltage may rise and fall transiently until the control system is stabilized. However, in the DC / DC converters 2 to 4 in the dormant state, the error voltage Verror1 of the error detection circuit 21 of each DC / DC converter 2 to 4 does not exceed the threshold voltage Vaim2 of the target error voltage generation circuit 26. For this reason, the comparison signal g3 (f active) is never output.
また、電流センサ15Aが出力する電圧信号Vsenseの電圧は、比較器12の閾値Vthdを下回ることがないため、比較器12から休止状態へ移行させる比較信号g1(is down)は出力されない。
[第2実施例]
図9は第2実施例のマルチフェーズ電源装置100の構成を示したブロック図である。
Since the voltage of the voltage signal Vsense output from the current sensor 15A does not fall below the threshold value Vthd of the comparator 12, the comparison signal g1 (is down) is not output.
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the multiphase power supply apparatus 100 of the second embodiment.
第2実施例のマルチフェーズ電源装置100は、並列接続された4つのDC/DCコンバータ101〜104と、比較器(第2起動信号出力系統:第2起動信号出力手段)111とを備えている。 The multiphase power supply apparatus 100 of the second embodiment includes four DC / DC converters 101 to 104 connected in parallel and a comparator (second activation signal output system: second activation signal output means) 111. .
DC/DCコンバータ101〜104は、図3に示すDC/DCコンバータ1〜4の比較器11と、図4に示す非同期回路60及びオア回路70を省略したものであり、他はDC/DCコンバータ1〜4と同様な構成となっている。 The DC / DC converters 101 to 104 are obtained by omitting the comparator 11 of the DC / DC converters 1 to 4 shown in FIG. 3, the asynchronous circuit 60 and the OR circuit 70 shown in FIG. 4, and others are DC / DC converters. It has the same configuration as 1-4.
比較器111は、出力電圧Voutと設定電圧Veとを比較して出力電圧Voutが設定電圧Veより低下すると、Hレベルの起動信号Gbを出力する。この起動信号Gbにより、休止中の全てのDC/DCコンバータ102〜104を起動させるようにしたものである。これにより、第1実施例と同様に、大きく変動した出力電圧Voutは直ぐに元の出力電圧に戻ることになる。
[第3実施例]
図10は第3実施例のマルチフェーズ電源装置200の構成を示したブロック図である。
The comparator 111 compares the output voltage Vout with the set voltage Ve, and outputs an H level start signal Gb when the output voltage Vout drops below the set voltage Ve. This activation signal Gb is used to activate all the DC / DC converters 102 to 104 that are inactive. As a result, as in the first embodiment, the greatly varied output voltage Vout immediately returns to the original output voltage.
[Third embodiment]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the multiphase power supply apparatus 200 of the third embodiment.
第3実施例のマルチフェーズ電源装置200は、並列接続された4つのDC/DCコンバータ201〜204と、比較器111と、出力電流を検出する電流検出センサ215と、制御装置210とを備えている。 The multiphase power supply apparatus 200 of the third embodiment includes four DC / DC converters 201 to 204 connected in parallel, a comparator 111, a current detection sensor 215 that detects an output current, and a control device 210. Yes.
DC/DCコンバータ201〜204は、図3に示すDC/DCコンバータ1〜4の比較器11,12,13と、制御回路32とを省略したものであり、他はDC/DCコンバータ1〜4と同様な構成となっている。 The DC / DC converters 201 to 204 are obtained by omitting the comparators 11, 12, and 13 of the DC / DC converters 1 to 4 and the control circuit 32 shown in FIG. It is the same composition as.
制御装置210は、電流検出センサ215が検出する電流値に基づいて、コンバータの動作数と動作させるDC/DCコンバータ201〜204を判断して、所定のDC/DCコンバータ201〜204を動作させていくものである。 Based on the current value detected by current detection sensor 215, control device 210 determines the number of converter operations and DC / DC converters 201 to 204 to be operated, and operates predetermined DC / DC converters 201 to 204. It is going.
この第3実施例では、各DC/DCコンバータ201〜204が起動するか否かを判断するものではなく、制御装置210が判断していくようにしたものであるが、比較器111を設けていることにより第1実施例と同様な効果を得ることができる。 In the third embodiment, the controller 210 does not determine whether or not each of the DC / DC converters 201 to 204 is activated, but a comparator 111 is provided. As a result, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and design changes and additions are permitted without departing from the scope of the claimed invention.
1 DC/DCコンバータ(マスタDC/DCコンバータ
2〜4 DC/DCコンバータ(スレーブDC/DCコンバータ)
6 負荷
10 マルチフェーズ電源装置
11 比較器(第2比較手段)
12 比較器
13 比較器(第1比較手段)
15A〜15D 電流センサ(電流検出手段)
21 誤差検出回路(変動電圧検出手段)
32 制御回路
50 同期回路(第1起動信号出力手段:判断処理回路)
60 非同期回路(第2起動信号出力手段)
C0 キャパシタ
1 DC / DC converter (master DC / DC converter 2-4 DC / DC converter (slave DC / DC converter)
6 Load 10 Multiphase power supply device 11 Comparator (second comparison means)
12 comparator 13 comparator (first comparing means)
15A to 15D Current sensor (current detection means)
21 Error detection circuit (fluctuation voltage detection means)
32 control circuit 50 synchronization circuit (first activation signal output means: determination processing circuit)
60 Asynchronous circuit (second activation signal output means)
C0 capacitor
Claims (6)
前記負荷に流れる出力電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段が検出した検出電流に基づいて、駆動させるDC/DCコンバータ数を判断するとともにこの判断に応じて休止中のDC/DCコンバータを起動させる第1起動信号を出力する第1起動信号出力系統と、
前記出力電圧が設定電圧以下になった際に、休止中のDC/DCコンバータを起動させる第2起動信号を出力する第2起動信号出力系統と、
前記複数のDC/DCコンバータ内において各DC/DCコンバータの間に入力される基準クロックとは非同期で動作する論理回路を有し、
前記論理回路は、前記第2起動信号出力系統が、前記出力電圧が設定電圧以下となった場合、前記検出電流が閾値より大きくなってから第1起動信号が出力されるまでの時間よりも短い時間で第2起動信号を出力することを特徴とするマルチフェーズ電源装置。 A multi-phase power supply apparatus comprising a plurality of DC / DC converters connected in parallel, and applying a constant output voltage to the load by changing the number of DC / DC converters operating according to the size of the load,
Current detecting means for detecting an output current flowing through the load;
Based on the detected current detected by the current detection means, the number of DC / DC converters to be driven is determined, and a first start signal for starting a DC / DC converter that is inactive according to this determination is output. An output system;
When the output voltage falls below set voltage, a second start signal output line for outputting a second start signal for starting the DC / DC converter during pauses,
A logic circuit that operates asynchronously with a reference clock input between the DC / DC converters in the plurality of DC / DC converters;
In the logic circuit, when the output voltage is equal to or lower than a set voltage, the second start signal output system is shorter than the time from when the detected current becomes larger than a threshold until the first start signal is output. A multi-phase power supply apparatus that outputs a second activation signal in time.
第2起動信号出力系統は、前記出力電圧と設定電圧とを比較して該出力電圧が設定電圧以下となったとき第2起動信号を出力する第2起動信号出力手段を有することを特徴とする請求項1に記載のマルチフェーズ電源装置。 The first activation signal output system compares the detected current detected by the current detecting unit with a preset threshold value, and outputs a first comparison signal when the detected current is larger than the threshold value. When a first comparison signal is output from one comparison means, it is determined whether to start based on the number of operating DC / DC converters, and the first start signal is output when it is determined to start. Starting signal output means,
The second activation signal output system includes a second activation signal output unit that compares the output voltage with a set voltage and outputs a second activation signal when the output voltage becomes equal to or lower than the set voltage. The multi-phase power supply device according to claim 1.
前記各スレーブDC/DCコンバータは、前記電流検出手段が検出した検出電流が予め設定された閾値より大きくなったとき、動作しているスレーブDC/DCコンバータ数に基づいて起動するか否かを判断して、起動すると判断したとき休止中のスレーブDC/DCコンバータを起動させる第1起動信号を出力する第1起動信号出力系統と、前記出力電圧が設定電圧以下になった際に、休止中のスレーブDC/DCコンバータを起動させる第2起動信号を出力する第2起動信号出力系統と、
前記マスタDC/DCコンバータから前記各スレーブDC/DCコンバータに入力される基準クロックとは非同期で動作する論理回路を有し、 前記論理回路は、第2起動信号出力系統が、前記出力電圧が設定電圧以下になった場合、前記検出電流が閾値より大きくなってから第1起動信号が出力されるまでの時間よりも短い時間で第2起動信号を出力することを特徴とするマルチフェーズ電源装置。 A master DC / DC converter that operates at all times, a plurality of slave DC / DC converters that are connected in parallel to the master DC / DC converter and that operate or pause according to the magnitude of the load, and the master DC / DC A multi-phase power supply device that includes a current detection means for detecting an output current of the converter, and applies a constant output voltage to the load by changing the number of DC / DC converters operating according to the size of the load,
Each of the slave DC / DC converters determines whether or not to start based on the number of slave DC / DC converters that are operating when the detected current detected by the current detection means exceeds a preset threshold value. to a first start signal output line for outputting a first activation signal which activates the slave DC / DC converter dormant when it is determined to start, when the output voltage falls below the set voltage, dormant A second start signal output system for outputting a second start signal for starting the slave DC / DC converter of
A logic circuit that operates asynchronously with a reference clock input from the master DC / DC converter to each of the slave DC / DC converters, wherein the logic circuit has a second activation signal output system and the output voltage is set; A multi-phase power supply apparatus that outputs a second activation signal in a time shorter than a time from when the detected current becomes larger than a threshold to when the first activation signal is output when the voltage becomes lower than a voltage.
第2起動信号出力系統は、前記出力電圧の変動を検出する変動電圧検出手段と、この変動電圧検出手段が検出した変動電圧と予め設定した設定電圧とを比較して変動電圧が設定電圧より大きいとき第2比較信号を出力する第2比較手段と、この第2比較手段が第2比較信号を出力したとき休止中のスレーブDC/DCコンバータを起動させる第2起動信号を出力する第2起動信号出力手段とを有することを特徴とする請求項3に記載のマルチフェーズ電源装置。 The first activation signal output system compares the detected current detected by the current detecting unit with a preset threshold value, and outputs a first comparison signal when the detected current is larger than the threshold value. When a first comparison signal is output from one comparison means, it is determined whether or not to start based on the number of slave DC / DC converters that are operating, and the first start signal is output when it is determined to start. 1 start signal output means,
The second activation signal output system compares the fluctuation voltage detected by the fluctuation voltage detection means for detecting the fluctuation of the output voltage with the preset voltage set in advance by the fluctuation voltage detected by the fluctuation voltage detection means. Second comparison means for outputting a second comparison signal at the time, and a second activation signal for outputting a second activation signal for activating the slave DC / DC converter that has been stopped when the second comparison means outputs the second comparison signal. The multi-phase power supply device according to claim 3, further comprising an output unit.
第2起動信号出力手段は、非同期論理回路で構成されていることを特徴とする請求項4に記載のマルチフェーズ電源装置。 The first activation signal output means includes a determination processing circuit that determines whether or not to output the first activation signal based on the number of operations of other slave DC / DC converters.
5. The multi-phase power supply apparatus according to claim 4, wherein the second activation signal output means is composed of an asynchronous logic circuit.
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