特開 2023-132292 スイッチング電源装置、スイッチング電源装置の製造方法および製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023132292

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】スイッチング電源装置、スイッチング電源装置の製造方法および製造装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20230914BHJP

【ＦＩ】

H02M3/28 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022037521

(22)【出願日】2022-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】510123839

【氏名又は名称】ニデックモビリティ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155712

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 尚

(72)【発明者】

【氏名】小原 悠司

【テーマコード（参考）】

5H730

【Ｆターム（参考）】

5H730AS01

5H730BB27

5H730DD02

5H730DD03

5H730DD04

5H730DD16

5H730EE03

5H730EE04

5H730EE08

5H730EE13

5H730EE57

5H730EE59

5H730FD51

5H730FF09

5H730FF11

5H730FG05

(57)【要約】

【課題】ＰＷＭ信号を生成する制御部の処理負荷を小さくする。
【解決手段】スイッチング電源装置（１Ａ）は、第１から第４ＰＷＭ信号のデューティ比の調整に関する調整情報を記憶する記憶部（１０２）と、外部装置（２Ａ）から記憶部への調整情報の入力を受け付ける接続部と、を備え、ＰＷＭ信号生成部（１１０）は、記憶部に記憶された調整情報に基づいて、第１から第４ＰＷＭ信号を生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源から入力される入力電圧を所定の電圧に変換し、変換された電圧を負荷へ供給するスイッチング電源装置であって、
前記電源から入力される入力電圧を変換するトランスと、
前記トランスの１次側へ第１方向に流れる第１電流のオンオフ動作を行う第１および第２スイッチング素子と、
前記トランスの１次側へ前記第１方向とは逆の第２方向に流れる第２電流のオンオフ動作を行う第３および第４スイッチング素子と、
前記トランスの１次側へ前記第１電流が流れた場合に、前記トランスの２次側に流れる電流を前記負荷へ導く第１整流素子と、
前記トランスの１次側へ前記第２電流が流れた場合に、前記トランスの２次側に流れる電流を前記負荷へ導く第２整流素子と、
前記第１スイッチング素子へ第１ＰＷＭ信号を送信し、前記第２スイッチング素子へ第２ＰＷＭ信号を送信し、前記第３スイッチング素子へ第３ＰＷＭ信号を送信し、前記第４スイッチング素子へ第４ＰＷＭ信号を送信することで、前記第１から第４スイッチング素子の各々の前記オンオフ動作を制御するＰＷＭ信号生成部と、
前記第１から第４ＰＷＭ信号のデューティ比の調整に関する調整情報を記憶する記憶部と、
外部装置から前記記憶部への前記調整情報の入力を受け付ける接続部と、を備え、
前記ＰＷＭ信号生成部は、前記記憶部に記憶された前記調整情報に基づいて、前記第１から第４ＰＷＭ信号を生成することを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項2】

前記調整情報は、
前記第１電流の電流値が前記第２電流の電流値よりも大きい場合は、前記第１および第２ＰＷＭ信号の少なくとも片方のデューティ比が前記第３および第４ＰＷＭ信号のデューティ比よりも小さくなるように決定され、
前記第１電流の電流値が前記第２電流の電流値よりも小さい場合は、前記第３および第４ＰＷＭ信号の少なくとも片方のデューティ比が前記第１および第２ＰＷＭ信号のデューティ比よりも小さくなるように決定されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。

【請求項3】

前記第１電流および前記第２電流の電流値を測定する電流測定部を更に備え、
前記接続部を介して、
前記電流測定部が測定した前記第１電流および前記第２電流の各電流値を、前記外部装置へ出力し、
前記第１電流および前記第２電流の当該電流値に基づいて決定された前記調整情報について前記外部装置からの入力を受け付け、前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。

【請求項4】

前記調整情報は、前記第１から第４ＰＷＭ信号の中からデューティ比の調整を行う対象と、調整量とを予め定めたパターンが複数用意され、
前記第１から第４スイッチング素子のオン抵抗値と、前記第１および第２整流素子の順方向電圧およびオン抵抗値との定格許容誤差内のばらつきが、前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に一元化され、
前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に対応した１つのパターンの前記調整情報が前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置を製造する、スイッチング電源装置の製造方法であって、
前記第１電流および前記第２電流の電流値を測定した結果を前記外部装置に入力する入力工程と、
前記外部装置が、前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に基づいて、前記調整情報を決定する決定工程と、
前記決定工程にて決定された前記調整情報を、前記接続部を介して前記記憶部に記憶させる書込工程と、
を含むことを特徴とするスイッチング電源装置の製造方法。

【請求項6】

請求項３または４に記載のスイッチング電源装置を製造する、スイッチング電源装置の製造方法であって、
前記電流測定部による前記第１電流および前記第２電流の電流値の測定結果を、前記接続部を介して前記外部装置へ入力する入力工程と、
前記外部装置が、前記第１電流と前記第２電流の電流値の差に基づいて、前記調整情報を決定する決定工程と、
前記決定工程にて決定された前記調整情報を、前記接続部を介して前記記憶部に記憶させる書込工程と、
を含むことを特徴とするスイッチング電源装置の製造方法。

【請求項7】

請求項１から４のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置の製造に用いる製造装置であって、
前記第１電流および前記第２電流の電流値の入力を受け付ける入力受付部と、
前記スイッチング電源装置から入力された前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に基づいて、前記調整情報を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記調整情報を前記スイッチング電源装置へ出力する出力部と、を備えることを特徴とする製造装置。

【請求項8】

請求項３または４に記載のスイッチング電源装置の製造に用いる製造装置であって、
前記スイッチング電源装置の前記接続部を介して、前記電流測定部による前記第１電流および前記第２電流の電流値の測定結果の入力を受け付ける入力受付部と、
前記スイッチング電源装置から入力された前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に基づいて、前記調整情報を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記調整情報を前記スイッチング電源装置へ出力する出力部と、を備えることを特徴とする製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スイッチング電源装置、その製造方法および製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、フルブリッジ回路を備えるＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、トランスの偏磁現象の対策手段が講じられている。特許文献１に記載のＤＣ－ＤＣコンバータでは、第１ＰＷＭ信号で駆動される第１スイッチ手段と、第２ＰＷＭ信号で駆動される第２スイッチ手段とを備え、トランスに流れる電流に基づいて、第１スイッチ手段がオンしている第１オン時間と、第２スイッチ手段がオンしている第２オン時間とを測定する。そして、第１オン時間と第２オン時間との差に基づいて、第１ＰＷＭ信号または第２ＰＷＭ信号のデューティ比を補正している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１２４０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のような補正方法では、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作中にトランスに流れる電流の偏りを動的に検出し、デューティ比を補正するため、ＰＷＭ信号を生成する制御部の処理負荷が大きい。

【0005】

本開示の一態様は、ＰＷＭ信号を生成する制御部の処理負荷が小さいスイッチング電源装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係るスイッチング電源装置は、電源から入力される入力電圧を所定の電圧に変換し、変換された電圧を負荷へ供給するスイッチング電源装置であって、前記電源から入力される入力電圧を変換するトランスと、前記トランスの１次側へ第１方向に流れる第１電流のオンオフ動作を行う第１および第２スイッチング素子と、前記トランスの１次側へ前記第１方向とは逆の第２方向に流れる第２電流のオンオフ動作を行う第３および第４スイッチング素子と、前記トランスの１次側へ前記第１電流が流れた場合に、前記トランスの２次側に流れる電流を前記負荷へ導く第１整流素子と、前記トランスの１次側へ前記第２電流が流れた場合に、前記トランスの２次側に流れる電流を前記負荷へ導く第２整流素子と、前記第１スイッチング素子へ第１ＰＷＭ信号を送信し、前記第２スイッチング素子へ第２ＰＷＭ信号を送信し、前記第３スイッチング素子へ第３ＰＷＭ信号を送信し、前記第４スイッチング素子へ第４ＰＷＭ信号を送信することで、前記第１から第４スイッチング素子の各々の前記オンオフ動作を制御するＰＷＭ信号生成部と、前記第１から第４ＰＷＭ信号のデューティ比の調整に関する調整情報を記憶する記憶部と、外部装置から前記記憶部への前記調整情報の入力を受け付ける接続部と、を備え、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記記憶部に記憶された前記調整情報に基づいて、前記第１から第４ＰＷＭ信号を生成する。

【0007】

上記構成によれば、ＰＷＭ信号生成部は、記憶部に記憶された調整情報に基づいて、第１から第４ＰＷＭ信号を生成する。したがって、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作中にトランスに流れる電流の偏りを動的に検出することがないため、ＰＷＭ信号を生成する制御部の処理負荷を小さくすることができる。

【0008】

また、本開示の一態様に係るスイッチング電源装置では、前記調整情報は、前記第１電流の電流値が前記第２電流の電流値よりも大きい場合は、前記第１および第２ＰＷＭ信号の少なくとも片方のデューティ比が前記第３および第４ＰＷＭ信号のデューティ比よりも小さくなるように決定され、前記第１電流の電流値が前記第２電流の電流値よりも小さい場合は、前記第３および第４ＰＷＭ信号の少なくとも片方のデューティ比が前記第１および第２ＰＷＭ信号のデューティ比よりも小さくなるように決定される。

【0009】

上記構成によれば、記憶部に記憶された調整情報は、第１電流が第２電流よりも大きい場合は、第１および第２ＰＷＭ信号の少なくとも片方のデューティ比が第３および第４ＰＷＭ信号のデューティ比よりも小さくなるようになっている。一方で、調整情報は、第１電流の電流値が第２電流の電流値よりも小さい場合は、第３および第４ＰＷＭ信号の少なくとも片方のデューティ比が第１および第２ＰＷＭ信号のデューティ比よりも小さくなるようになっている。そのため、ＰＷＭ信号生成部がその調整情報に基づいて、第１から第４ＰＷＭ信号を生成することにより、第１電流の電流値と第２電流の電流値との差を小さくすることができる。

【0010】

また、本開示の一態様に係るスイッチング電源装置では、前記第１電流および前記第２電流の電流値を測定する電流測定部を更に備え、前記接続部を介して、前記電流測定部が測定した前記第１電流および前記第２電流の各電流値を、前記外部装置へ出力し、前記第１電流および前記第２電流の当該電流値に基づいて決定された前記調整情報について前記外部装置からの入力を受け付け、前記記憶部に記憶させる。

【0011】

上記構成によれば、第１電流および第２電流の電流値を測定する電流測定部を更に備え、電流測定部が測定した第１電流および第２電流の各電流値を、外部装置へ出力する。そして、第１電流および第２電流の電流値に基づいて決定された調整情報について外部装置からの入力を受け付け、記憶部に記憶させる。スイッチング電源装置が電流測定部を備え、容易に電流値を測定することができるため、調整情報を記憶部へ記憶させることが容易になる。

【0012】

また、本開示の一態様に係るスイッチング電源装置では、前記調整情報は、前記第１から第４ＰＷＭ信号の中からデューティ比の調整を行う対象と、調整量とを予め定めたパターンが複数用意され、前記第１から第４スイッチング素子のオン抵抗値と、前記第１および第２整流素子の順方向電圧およびオン抵抗値との定格許容誤差内のばらつきが、前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に一元化され、前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に対応した１つのパターンの前記調整情報が前記記憶部に記憶される。

【0013】

上記構成によれば、第１から第４スイッチング素子のオン抵抗値と、第１および第２整流素子の順方向電圧との定格許容誤差内のばらつきを、第１電流の電流値と第２電流の電流値との差に一元化し、その第１電流の電流値と第２電流の電流値との差に対応した１つのパターンの調整情報を記憶部に記憶させる。そのため、第１から第４スイッチング素子のオン抵抗値ならびに、第１および第２整流素子の順方向電圧およびオン抵抗値を測定することなくスイッチング電源装置を容易に調整することができる。

【0014】

本開示の一態様に係るスイッチング電源装置の製造方法は、前記第１電流および前記第２電流の電流値を測定した結果を外部装置に入力する入力工程と、前記外部装置が、前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に基づいて、前記調整情報を決定する決定工程と、前記決定工程にて決定された前記調整情報を、前記接続部を介して前記記憶部に記憶させる書込工程と、を含む。

【0015】

上記構成によれば、第１電流の電流値と第２電流の電流値との差に基づいて、調整情報を決定し、その調整情報をスイッチング電源装置の記憶部に記憶させる。製造段階に調整情報を決定し、記憶部に記憶させることにしたため、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作中にトランスに流れる電流の偏りを動的に検出することがないため、ＰＷＭ信号を生成する制御部の処理負荷を小さくすることができる。

【0016】

本開示の一態様に係るスイッチング電源装置の製造方法は、前記電流測定部による前記第１電流および前記第２電流の電流値の測定結果を、前記接続部を介して前記外部装置へ入力する入力工程と、前記外部装置が、前記第１電流と前記第２電流の電流値の差に基づいて、前記調整情報を決定する決定工程と、前記決定工程にて決定された前記調整情報を、前記接続部を介して前記記憶部に記憶させる書込工程と、を含む。

【0017】

上記構成によれば、電流測定部を用いて第１電流の電流値と第２電流の電流値とを測定し、その測定結果に基づいて調整情報を決定する。そのため、第１電流と第２電流とを容易に測定し、調整情報を決定することができる。

【0018】

本開示の一態様に係る製造装置は、前記第１電流および前記第２電流の電流値の入力を受け付ける入力受付部と、前記スイッチング電源装置から入力された前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に基づいて、前記調整情報を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記調整情報を前記スイッチング電源装置へ出力する出力部と、を備える。

【0019】

上記構成によれば、製造装置は、第１電流の電流値と第２電流の電流値との差に基づいて、調整情報を決定し、その調整情報をスイッチング電源装置へ出力する。製造段階に調整情報を決定し、記憶部に記憶させることにしたため、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作中にトランスに流れる電流の偏りを動的に検出することがないため、ＰＷＭ信号を生成する制御部の処理負荷を小さくすることができる。

【0020】

また、本開示の一態様に係る製造装置は、前記スイッチング電源装置の前記接続部を介して、前記電流測定部による前記第１電流および前記第２電流の電流値の測定結果の入力を受け付ける入力受付部と、前記スイッチング電源装置から入力された前記第１電流の電流値と前記第２電流の電流値との差に基づいて、前記調整情報を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記調整情報を前記スイッチング電源装置へ出力する出力部と、を備える。

【0021】

上記構成によれば、電流測定部を用いて第１電流の電流値と第２電流の電流値とを測定し、その測定結果に基づいて調整情報を決定する。そのため、第１電流と第２電流とを容易に測定し、調整情報を決定することができる。

【発明の効果】

【0022】

本開示の一態様によれば、ＰＷＭ信号を生成する制御部の処理負荷を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本開示の実施形態１に係るスイッチング電源装置の回路図である。

【図2】本開示の実施形態１に係るスイッチング電源装置に備わるＤＣ－ＤＣコンバータに流れる電流の方向を示す図である。

【図3】ＤＣ－ＤＣコンバータを構成するスイッチング素子に入力されるＰＷＭ信号と、デューティ比について説明するための図である。

【図4】ＤＣ－ＤＣコンバータにおける偏磁のパターンと、デューティ比の調整との関係について説明するための図である。

【図5】ＰＷＭ信号のデューティ比の調整方法の一例を示す図である。

【図6】ＰＷＭ信号のデューティ比の調整方法の一例を示す図である。

【図7】本開示の実施形態１に係るスイッチング電源装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図8】本開示の実施形態２に係るスイッチング電源装置の回路図である。

【図9】本開示の実施形態２に係るスイッチング電源装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図10】ＤＣ－ＤＣコンバータにおける偏磁のパターンと、デューティ比の調整との関係について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

〔実施形態１〕
図１は、本開示の実施形態１に係るスイッチング電源装置の回路図である。図１に示すスイッチング電源装置１Ａは、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａと、制御部１０１Ａと、記憶部１０２と、接続部１０３とを備える。ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａは、フルブリッジ回路を構成する四つのスイッチング素子Ｑ１－Ｑ４と、トランスＴＲと、第１整流素子Ｄ１および第２整流素子Ｄ２とを備える。ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａでは、不図示の電源から入力される入力電圧をトランスＴＲにて所定の電圧に変換し、変換された電圧を不図示の負荷へ供給する。

【0025】

スイッチング素子Ｑ１は、第１スイッチング素子の一例であり、ＦＥＴからなる。スイッチング素子Ｑ４は、第２スイッチング素子の一例であり、ＦＥＴからなる。スイッチング素子Ｑ２は、第３スイッチング素子の一例であり、ＦＥＴからなる。スイッチング素子Ｑ３は、第４スイッチング素子の一例であり、ＦＥＴからなる。スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４は、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタで構成してもよい。

【0026】

第１整流素子Ｄ１および第２整流素子Ｄ２は、ダイオードからなる。第１整流素子Ｄ１および第２整流素子Ｄ２は、トランスＴＲの２次側に流れる電流をＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａの負荷側へ導く。第１整流素子Ｄ１および第２整流素子Ｄ２は、ＦＥＴなどのスイッチング素子で構成して、同期整流してもよい。

【0027】

制御部１０１Ａは、例えば、マイクロコンピュータからなり、記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、ＰＷＭ信号生成部１１０として機能する。ＰＷＭ信号生成部１１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａの４つのスイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のゲートに入力するＰＷＭ信号をそれぞれ生成する。スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４は、ＰＷＭ信号生成部１１０が生成するＰＷＭ信号に基づいてオンオフ動作を行う。

【0028】

スイッチング電源装置１Ａの接続部１０３は、スイッチング電源装置１Ａの製造段階に製造装置２Ａと接続される。製造段階とは、スイッチング電源装置１Ａの組み立て等を行う段階だけでなく、スイッチング電源装置１Ａまたはその部品の動作検査を行う段階を含む。接続部１０３は、例えば、スイッチング電源装置１Ａの筐体に設けられたコネクタまたはピッグテイル、もしくは製造装置２Ａと無線通信を行うための通信モジュールである。製造装置２Ａは、接続部１０３を介在させてスイッチング電源装置１Ａの外部から接続する外部装置であり、スイッチング電源装置１Ａの製造に用いられる。製造装置２Ａは、スイッチング電源装置１Ａの製造にのみ用いられる専用装置であってもよいし、製造用のアプリケーションがインストールされたコンピュータであってもよい。

【0029】

図２および図３を用いて、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４によるスイッチング動作について説明する。図２は、スイッチング動作によりトランスＴＲに流れる電流の方向を示す。図３は、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のゲートに入力されるＰＷＭ信号の一例を示すタイミングチャートである。

【0030】

図３の最上段は、スイッチング素子Ｑ１のゲートに入力される第１ＰＷＭ信号の一例を示す。２段目は、スイッチング素子Ｑ２のゲートに入力される第２ＰＷＭ信号の一例を示す。３段目は、スイッチング素子Ｑ３のゲートに入力される第３ＰＷＭ信号の一例を示す。４段目は、スイッチング素子Ｑ４のゲートに入力される第４ＰＷＭ信号の一例を示す。５段目は、トランスＴＲに電流が流れているか否かを示す。

【0031】

第１ＰＷＭ信号と第２ＰＷＭ信号とは、相補的な関係にある。すなわち、スイッチング素子Ｑ１がオンしているときはスイッチング素子Ｑ２がオフとなり、スイッチング素子Ｑ２がオンしているときはスイッチング素子Ｑ１がオフとなる。また、第３ＰＷＭ信号と第４ＰＷＭ信号とは、相補的な関係にある。すなわち、スイッチング素子Ｑ３がオンしているときはスイッチング素子Ｑ４がオフとなり、スイッチング素子Ｑ３がオンしているときはスイッチング素子Ｑ４がオフとなる。図３では、第４ＰＷＭ信号は、第１ＰＷＭ信号と１／４周期だけ位相が遅れている。第３ＰＷＭ信号は、第２ＰＷＭ信号と１／４周期だけ位相が遅れている。

【0032】

第１ＰＷＭ信号および第４ＰＷＭ信号がオンとなり、スイッチング素子Ｑ１およびＱ４がオンになると、図２（Ａ）に示すように、トランスＴＲの１次側に対して電流Ｃ１１が流れる。このとき、トランスＴＲの２次側では、第１整流素子Ｄ１に電流Ｃ１２が流れる。以下、電流Ｃ１１およびＣ１２が流れる方向を第１方向と称し、第１方向に流れる電流を第１電流と称する。

【0033】

第２ＰＷＭ信号および第３ＰＷＭ信号がオンとなり、スイッチング素子Ｑ２およびＱ３がオンになると、図２（Ｂ）に示すように、トランスＴＲの１次側に対して第２方向の電流Ｃ２１が流れる。このとき、トランスＴＲの２次側では、第２整流素子Ｄ２に電流Ｃ２２が流れる。以下、電流Ｃ２１およびＣ２２が流れる方向を第２方向と称し、第２方向に流れる電流を第２電流と称する。

【0034】

スイッチング電源装置１Ａは、理想的には、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値とが等しくなるように設計されている。しかし、実際には、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａの構成部品の電流の流れやすさを示す特性値のばらつきにより、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値とに差が生まれ、トランスＴＲに偏磁現象が発生することがある。電流の流れやすさを示す特性値とは、例えば、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値、第１整流素子Ｄ１の順方向電圧およびオン抵抗値、第２整流素子Ｄ２の順方向電圧およびオン抵抗値である。これらの特性値は、各部品の製品仕様として定められた定格許容誤差の範囲内でばらつくことがある。

【0035】

しかし、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａの全構成部品について、電流の流れやすさを示す特性値をそれぞれ測定することは困難である。そこで、スイッチング電源装置１Ａでは、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値と、第１整流素子Ｄ１および第２整流素子Ｄ２の順方向電圧およびオン抵抗値との定格許容誤差内のばらつきを、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差という情報に一元化する。すなわち、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値と、第１整流素子Ｄ１の順方向電圧およびオン抵抗値と、第２整流素子Ｄ２の順方向電圧およびオン抵抗値との定格許容誤差内のばらつき等、複数のパラメータを含む高次元の情報を、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差という一次元の情報で処理できるようにする。スイッチング電源装置１Ａの製造段階において、第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の電流値を測定し、電流値の差を複数のパターンに分類する。そして、パターンごとに定められた方法により、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差が小さくなるように調整を行う。

【0036】

電流値の差を小さくする調整は、第１－第４ＰＷＭ信号のいずれかのデューティ比を小さくすることで行われる。具体的には、第１電流Ｃ１１を小さくする場合は、第１ＰＷＭ信号または第４ＰＷＭ信号のデューティ比を小さくする。第２電流Ｃ２１を小さくする場合は、第２ＰＷＭ信号または第３ＰＷＭ信号のデューティ比を小さくする。

【0037】

パターンごとに行う調整に関する調整情報は、スイッチング電源装置１Ａの製造段階に記憶部１０２に保存される。調整情報には、第１電流Ｃ１１側のＰＷＭ信号のデューティ比を調整するのか、第２電流Ｃ２１側のＰＷＭ信号のデューティ比を調整するのかを示す調整対象に関する情報と、調整量を示す情報とが含まれる。ＰＷＭ信号生成部１１０は、記憶部１０２に保存された調整情報を参照して、第１－第４ＰＷＭ信号を生成する。

【0038】

図４は、調整情報の一例を示す。図４に示す調整テーブル３００では、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差が７パターンに分類され、パターンごとの調整情報が例示されている。

【0039】

第１パターンは、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差がゼロに近く、調整を行わないパターンである。例えば、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差の絶対値が２Ａ未満であれば第１パターンに分類される。

【0040】

第２パターンから第４パターンまでは、第１電流Ｃ１１が第２電流Ｃ２１よりも大きいパターンであり、電流値の差の大きさに基づいて分類される。例えば、電流値の差が２Ａ以上４Ａ未満であれば第２パターンに分類される。電流値の差が４Ａ以上６Ａ未満であれば第３パターンに分類される。電流値の差が６Ａ以上であれば第４パターンに分類される。第２パターンから第４パターンでは、第１電流Ｃ１１およびＣ１２を減らすために、第１ＰＷＭ信号または第４ＰＷＭ信号のデューティ比を小さくする。

【0041】

図５は、第２パターンから第４パターンにおいて実行される、第１ＰＷＭ信号または第４ＰＷＭ信号のデューティ比の調整例を示す。図５（Ａ）に示す調整では、第１ＰＷＭ信号の立ち上がりのタイミングが所定時間Ａ１だけ遅くし、第１ＰＷＭ信号のデューティ比を小さくしている。図５（Ｂ）に示す調整では、第４ＰＷＭ信号の立ち下がりのタイミングが所定時間Ａ２だけ早くし、第４ＰＷＭ信号のデューティ比を小さくしている。所定時間Ａ１およびＡ２は、記憶部１０２に保存された調整情報に基づいて決定される。

【0042】

ＰＷＭ信号生成部１１０は、記憶部１０２に記憶された調整情報を参照し、その調整情報に基づいて、図５（Ａ）または（Ｂ）に示すような調整を行う。図５（Ａ）および（Ｂ）のいずれの調整を行った場合も、スイッチング素子Ｑ１およびＱ４が同時にオンになる期間が短くなり、第１電流Ｃ１１およびＣ１２が小さくなる。

【0043】

なお、ＰＷＭ信号生成部１１０は、図５（Ａ）に示す第１ＰＷＭ信号のデューティ比の調整と、図５（Ｂ）に示す第４ＰＷＭ信号のデューティ比の調整とを同時に実施することにしてもよい。

【0044】

一方、第５パターンから第７パターンまでは、第２電流Ｃ２１が第１電流Ｃ１１よりも大きいパターンであり、電流値の差の大きさに基づいて分類される。例えば、電流値の差が２Ａ以上４Ａ未満であれば第５パターンに分類される。電流値の差が４Ａ以上６Ａ未満であれば第６パターンに分類される。電流値の差が６Ａ以上であれば第７パターンに分類される。第５パターンから第７パターンでは、第２電流Ｃ２１およびＣ２２を減らすために、第２ＰＷＭ信号または第３ＰＷＭ信号のデューティ比を小さくする。

【0045】

図６は、第５パターンから第７パターンにおいて実行される、第２ＰＷＭ信号または第３ＰＷＭ信号のデューティ比の調整例を示す。図６（Ａ）に示す調整では、第２ＰＷＭ信号の立ち上がりのタイミングが所定時間Ａ３だけ遅くし、第２ＰＷＭ信号のデューティ比が小さくなっている。図６（Ｂ）に示す調整では、第３ＰＷＭ信号の立ち下がりのタイミングが所定時間Ａ４だけ早くし、第３ＰＷＭ信号のデューティ比を小さくしている。所定時間Ａ３およびＡ４は、記憶部１０２に保存された調整情報に基づいて決定される。

【0046】

ＰＷＭ信号生成部１１０は、記憶部１０２に記憶された調整情報を参照し、その調整情報に基づいて、図６（Ａ）または（Ｂ）に示すような調整を行う。図６（Ａ）および（Ｂ）のいずれの調整を行った場合も、スイッチング素子Ｑ２およびＱ３が同時にオンになる期間が短くなり、第２電流Ｃ２１およびＣ２２が小さくなる。

【0047】

なお、ＰＷＭ信号生成部１１０は、図６（Ａ）に示す第２ＰＷＭ信号のデューティ比の調整と、図６（Ｂ）に示す第３ＰＷＭ信号のデューティ比の調整とを同時に実施することにしてもよい。

【0048】

図１および図７を参照して、スイッチング電源装置１Ａの製造方法について説明する。図７は、スイッチング電源装置１Ａの製造方法の一例を示すフローチャートである。スイッチング電源装置１Ａの製造方法では、製造装置２Ａを使用する。図１に示すとおり、製造装置２Ａは、入力受付部２０１と、決定部２０２と、出力部２０３とを備える。

【0049】

図７に示すスイッチング電源装置１Ａの製造方法では、初めに、第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の電流値を測定し、その測定値を製造装置２Ａへ入力する（Ｓ１００）。電流値は、スイッチング電源装置１の製造現場にいる作業員によって、シャント抵抗を用いた方法等、周知な方法を用いて測定される。製造装置２Ａは、入力受付部２０１として機能して、電流値の測定結果の入力を受け付ける。入力受付部２０１は、例えば、作業員がキーボード等を用いて入力した情報を受け付けるものである。

【0050】

次に、製造装置２Ａは、決定部２０２として機能し、ステップＳ１００で入力された第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の電流値に基づいて、調整情報を決定する（Ｓ１０１）。例えば、製造装置２Ａは、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差を算出し、その差が図４に示した７パターンのどのパターンに当てはまるか判断する。そして、製造装置２Ａは、パターンごとに決められた調整情報を決定する。

【0051】

次に、製造装置２Ａは、出力部２０３として機能し、接続部１０３を介在させて、ステップＳ１０１で決定した調整情報をスイッチング電源装置１Ａへ出力し、スイッチング電源装置１の記憶部１０２に調整情報を保存させる。

【0052】

（実施形態１の作用効果）
以上説明したスイッチング電源装置１Ａは、接続部１０３を介在させて、第１－第４ＰＷＭ信号のデューティ比の調整に関する調整情報の入力を外部の製造装置２Ａから受け付け、記憶部１０２に記憶させる。そして、ＰＷＭ信号生成部１１０は、記憶部１０２に記憶された調整情報に基づいて、第１－第４ＰＷＭ信号を生成する。そのため、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作中にトランスに流れる電流の偏りを動的に検出することがないため、制御部１０１Ａに与えるＰＷＭ信号生成部１１０の処理負荷が小さくすることができる。

【0053】

調整情報は、第１電流Ｃ１１の電流値が第２電流Ｃ２１の電流値よりも大きい場合は、図５（Ａ）または（Ｂ）に示すように、第１ＰＷＭ信号および第４ＰＷＭ信号の少なくとも片方のデューティ比が第２ＰＷＭ信号および第３ＰＷＭ信号のデューティ比よりも小さくなるようになっている。また、調整情報は、第１電流Ｃ１１の電流値が第２電流Ｃ２１の電流値よりも小さい場合は、図６（Ａ）または（Ｂ）に示すように、第２ＰＷＭ信号および第３ＰＷＭ信号の少なくとも片方のデューティ比が第１ＰＷＭ信号および第４ＰＷＭ信号のデューティ比よりも小さくなるようになっている。そのため、ＰＷＭ信号生成部１１０がその調整情報に基づいて、第１－第４ＰＷＭ信号を生成することにより、第１電流Ｃ１１と第２電流Ｃ２１の電流値の差を小さくすることができる。

【0054】

調整情報は、図４に例示するように、第１－第４ＰＷＭ信号の中からデューティ比の調整を行う対象と、調整量とを予め定めたパターンが複数用意されている。そして、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値と、第１整流素子Ｄ１および第２整流素子Ｄ２の順方向電圧およびオン抵抗値との定格許容誤差内のばらつきを、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差に一元化され、その電流値の差に対応した１つのパターンの調整情報が記憶部１０２に記憶される。そのため、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値ならびに、第１整流素子Ｄ１および第２整流素子Ｄ２の順方向電圧をスイッチング電源装置１Ａの製造段階で測定することなくスイッチング電源装置１Ａを容易に調整することができる。

【0055】

スイッチング電源装置１Ａの製造方法は、図７に示したように、製造装置２Ａが第１電流の電流値と第２電流の電流値との差に基づいて、調整情報を決定する工程と（Ｓ１０１）、その調整情報をスイッチング電源装置１Ａの記憶部に記憶させる工程（Ｓ１０２）とを有する。製造段階に調整情報を決定し、記憶部に記憶させることにしたため、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作中にトランスに流れる電流の偏りを動的に検出することがなく、制御部１０１Ａに与えるＰＷＭ信号生成部１１０の処理負荷が小さくすることができる。
〔実施形態２〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0056】

図８は、本開示の実施形態２に係るスイッチング電源装置の回路図である。図８に示すスイッチング電源装置１Ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ｂと、制御部１０１Ｂと、記憶部１０２と、接続部１０３とを備える。ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ｂは、その内部に、電流検出部１０４を備える点がＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａと異なる。電流検出部１０４は、トランスＴＲに流れる電流を検出し、検出した電流値に関する情報を制御部１０１Ｂへ出力する。

【0057】

制御部１０１Ｂは、制御部１０１Ａと同様にマイクロコンピュータからなる。制御部１０１Ｂは、記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、電流測定部１１１としても機能する点が制御部１０１Ａと異なる。電流測定部１１１は、電流検出部１０４の検出結果に基づいて、トランスＴＲの１次側に流れる電流、すなわち第１電流Ｃ１１と第２電流Ｃ２１とを測定する。

【0058】

図９を参照して、スイッチング電源装置１Ｂの製造方法について説明する。図９は、スイッチング電源装置１Ｂの製造方法の一例を示すフローチャートである。スイッチング電源装置１Ｂの製造方法では、製造装置２Ｂを使用する。製造装置２Ｂは、スイッチング電源装置１Ｂの製造にのみ用いられる専用装置であってもよいし、製造用のアプリケーションがインストールされたコンピュータであってもよい。

【0059】

図９に示すスイッチング電源装置１Ｂの製造方法は、製造装置２Ｂへ第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の電流値を入力する方法がスイッチング電源装置１Ａの製造方法と異なる。スイッチング電源装置１Ｂの製造方法では、制御部１０１Ｂが電流測定部１１１として機能し、電流検出部１０４からトランスＴＲの一次側に流れる電流に関する情報を取得し、その情報に基づいて第１電流Ｃ１１と第２電流Ｃ２１の電流値を測定する（Ｓ２００）。そして、制御部１０１Ｂは、接続部１０３を介在させて、ステップＳ２００で測定した第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の電流値を製造装置２Ｂへ入力する（Ｓ２０１）。以降の工程は、図７を用いて説明したスイッチング電源装置１Ａの製造方法と同様である。

【0060】

（実施形態２の作用効果）
以上説明したスイッチング電源装置１Ｂは、第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の電流値を測定する電流測定部１１１を更に備える。そして、スイッチング電源装置の製造段階に、電流測定部が測定した第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の各電流値を、製造装置２Ｂへ出力する。そして、第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の電流値に基づいて製造装置２Ｂが決定した調整情報を記憶部１０２に記憶させる。スイッチング電源装置１Ｂが電流測定部１１１を備え、容易に電流値を測定することができるため、調整情報を記憶部へ記憶させることが容易になる。

【0061】

スイッチング電源装置１Ｂの製造方法は、図９に示したように、電流測定部１１１を用いて第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の電流値を測定する工程（Ｓ２００）と、その測定値を製造装置２Ｂへ入力する工程（Ｓ２０１）とを有する。電流測定部１１１を用いて第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１を測定することにしたため、スイッチング電源装置１Ｂの製造が容易となる。

【0062】

（変形例）
上記の実施形態１および２では、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差を図４に示す７パターンのいずれかに分類し、分類されたパターンごとに予め決定された調整情報に基づいて第１－第４ＰＷＭ信号のいずれかのデューティ比を調整した。しかし、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値と差の分類方法は、図４に例示した７パターンのいずれかに分類する方法だけに限定されない。例えば、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差がゼロに近い場合、第１電流Ｃ１１の電流値の方が大きい場合、第２電流Ｃ２１の電流値の方が大きい場合の３パターンに分類することにしてもよい。また、７パターン以上に細かく分類することにしてもよい。

【0063】

また、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値との差以外の情報に基づいて、調整情報を決定することにしてもよい。例えば、図１０に例示する調整テーブル３０１のように、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａにおける偏磁のパターンを分類し、調整情報を決定することにしてもよい。

【0064】

図１０に示す調整テーブル３０１では、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値、第１整流素子Ｄ１の順方向電圧、第２整流素子Ｄ２の順方向電圧の六つのパラメータを用いて、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａにおける偏磁のパターンを分類している。ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａのスイッチング素子Ｑ１が電流を流しやすい特性を持つ場合、すなわち、スイッチング素子Ｑ１のオン抵抗値が定格許容誤差の最小値に近い場合は、Ｑ１の列にプラス記号が付されているパターンのいずれかに分類される。逆にスイッチング素子Ｑ１が電流を流しにくい特性を持つ場合、すなわち、スイッチング素子Ｑ１のオン抵抗値が定格許容誤差の最大値に近い場合は、Ｑ１の列にマイナス記号が付されているパターンのいずれかに分類される。同様に、スイッチング素子Ｑ２－Ｑ４の各々が電流を流しやすい特性を持つ場合は、Ｑ２－Ｑ４の各列にプラス記号が付されているパターンのいずれかに分類される。スイッチング素子Ｑ２－Ｑ４の各々が電流を流しにくい特性を持つ場合は、Ｑ２－Ｑ４の各列にマイナス記号が付されているパターンのいずれかに分類される。

【0065】

第１整流素子Ｄ１が電流を流しやすい特性を持つ場合、すなわち、第１整流素子Ｄ１の順方向電圧が製品仕様内の最小値に近い場合は、Ｄ１の列にプラス記号が付されているパターンのいずれかに分類される。逆に第１整流素子Ｄ１が電流を流しにくい特性を持つ場合、すなわち、第１整流素子Ｄ１の順方向電圧が製品仕様内の最大値に近い場合は、Ｄ１の列にマイナス記号が付されているパターンのいずれかに分類される。第２整流素子Ｄ２が電流を流しやすい特性を持つ場合は、Ｄ２の列にプラス記号が付されているパターンのいずれかに分類される。逆に第２整流素子Ｄ２が電流を流しにくい特性を持つ場合は、Ｄ２の列にマイナス記号が付されているパターンのいずれかに分類される。

【0066】

スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値、第１整流素子Ｄ１の順方向電圧、第２整流素子Ｄ２の順方向電圧の六つのパラメータを用いて、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａの状態に近い行を調整テーブル３０１の中から検索し、調整情報を決定する。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａのスイッチング素子Ｑ１－Ｑ４、第１整流素子Ｄ１、第２整流素子Ｄ２の全てが電流を流しやすい特性を持つ場合、パターン１の調整情報に決定する。ＤＣ－ＤＣコンバータ１００Ａのスイッチング素子Ｑ１－Ｑ４、第１整流素子Ｄ１、第２整流素子Ｄ２の全てが電流を流しやすい特性を持つ場合は、第１電流Ｃ１１および第２電流Ｃ２１の両方が設計段階に想定した値より大きくなるため、第１電流Ｃ１１の電流値と第２電流Ｃ２１の電流値に差がない可能性が高い。そのため、図１０のパターン１の調整量の列および調整対象の列には、第１－第４ＰＷＭ信号のいずれのデューティ比も調整する必要がないという調整情報が示されている。なお、図１０の調整テーブル３０１には、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値、第１整流素子Ｄ１の順方向電圧および第２整流素子Ｄ２の順方向電圧のいずれか少なくとも一つでも定格値のパターンが省略されている。これは、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ４のオン抵抗値、第１整流素子Ｄ１の順方向電圧および第２整流素子Ｄ２の順方向電圧のいずれか少なくとも一つでも定格値の場合は、第１－第４ＰＷＭ信号のいずれのデューティ比も調整する必要がないと判断するためである。

【0067】

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0068】

１Ａ、１Ｂ スイッチング電源装置
２Ａ、２Ｂ 製造装置
１００Ａ、１００Ｂ ＤＣ－ＤＣコンバータ
１０２ 記憶部
１０３ 接続部
１０４ 電流検出部
１１０ ＰＷＭ信号生成部
１１１ 電流測定部
２０１ 入力受付部
２０２ 決定部
２０３ 出力部
３００、３０１ 調整テーブル
Ｃ１１、Ｃ１２ 第１電流
Ｃ２１、Ｃ２２ 第２電流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】