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JP2821462B2 - Multi-output switching power supply - Google Patents
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JP2821462B2 - Multi-output switching power supply - Google Patents

Multi-output switching power supply

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JP2821462B2
JP2821462B2 JP2073370A JP7337090A JP2821462B2 JP 2821462 B2 JP2821462 B2 JP 2821462B2 JP 2073370 A JP2073370 A JP 2073370A JP 7337090 A JP7337090 A JP 7337090A JP 2821462 B2 JP2821462 B2 JP 2821462B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はOA機器などに用いられる多出力電源に係り、
特に、その出力安定性の向上を図るに好適な多出力スイ
ッチング電源に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a multi-output power supply used for OA equipment and the like,
In particular, the present invention relates to a multi-output switching power supply suitable for improving the output stability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から多出力スイッチング電源においては、非制御
出力側の電圧を安定化させるためにシリーズドロッパー
回路やチョッパー回路などの個別の安定制御回路を用い
ていた。しかし、シリーズドロッパー回路では効率が悪
く、チョッパー回路では回路が複雑になり、小型化及び
低価格化を進める上で障害になっていた。
Conventionally, in a multi-output switching power supply, an individual stability control circuit such as a series dropper circuit or a chopper circuit has been used to stabilize the voltage on the non-control output side. However, the efficiency is low in the series dropper circuit, and the circuit is complicated in the chopper circuit, which has been an obstacle to downsizing and cost reduction.

そこで、この不具合を解決するものとして、例えば、
2次巻線の巻き上げを行う第4図のような構成の多出力
スイッチング電源がある。
Therefore, to solve this problem, for example,
There is a multi-output switching power supply having a configuration as shown in FIG. 4 for winding up a secondary winding.

第4図における多出力スイッチング電源は、ブリッジ
ダイオード及び平滑コンデンサから成る1次側整流回路
1の直流出力間には、変圧器2の1次巻線5とメインス
イッチとなるNPN型のトランジスタ3が直列に接続され
ている。トランジスタ3のベースには、メインスイッチ
制御回路4の出力が接続され、メインスイッチ制御回路
4の一端は1次側整流回路1の出力に接続され、他端は
後記する制御出力側に接続されている。
The multi-output switching power supply shown in FIG. 4 has a primary winding 5 of a transformer 2 and an NPN transistor 3 serving as a main switch between a DC output of a primary rectifier circuit 1 including a bridge diode and a smoothing capacitor. They are connected in series. The output of the main switch control circuit 4 is connected to the base of the transistor 3, one end of the main switch control circuit 4 is connected to the output of the primary side rectifier circuit 1, and the other end is connected to a control output side described later. I have.

変圧器2は、1次巻線のほか、直列接続される第1,第
2の2つの2次巻線6,7を備え、2次巻線6は制御出力
側に電力を供給し、2次巻線7は非制御出力側に電力を
供給する。
The transformer 2 includes, in addition to the primary winding, first and second two secondary windings 6 and 7 that are connected in series. The secondary winding 6 supplies power to the control output side. The secondary winding 7 supplies power to the non-control output side.

2次巻線6の一端には、整流用のダイオード8のアノ
ードが接続され、そのカソードと2次巻線6の他端間に
フライホイール用のダイオード9が逆方向接続されてい
る。同様に、2次巻線7の一端には、整流用のダイオー
ド10のアノードが接続され、そのカソードと2次巻線6
の他端との間にフライホイール用のダイオード11が逆接
続されている。
An anode of a rectifying diode 8 is connected to one end of the secondary winding 6, and a flywheel diode 9 is connected in the reverse direction between the cathode and the other end of the secondary winding 6. Similarly, one end of the secondary winding 7 is connected to the anode of a diode 10 for rectification, and its cathode and the secondary winding 6 are connected.
And a flywheel diode 11 is reversely connected to the other end of the flywheel.

ダイオード8のカソードにはチョークコイル12が接続
され、同様にダイオード10のカソードにはチョークコイ
ル13が接続されている。チョークコイル12の出力端と2
次巻線6の他端間には、平滑用のコンデンサ14が接続さ
れ、同様にコンデンサ15がチョークコイル13の出力端と
2次巻線6の他端間に接続されている。
A choke coil 12 is connected to the cathode of the diode 8, and a choke coil 13 is similarly connected to the cathode of the diode 10. Output terminal of choke coil 12 and 2
A smoothing capacitor 14 is connected between the other end of the secondary winding 6, and a capacitor 15 is similarly connected between the output end of the choke coil 13 and the other end of the secondary winding 6.

コンデンサ14と並列に出力電圧制御回路16及び負荷17
が接続され、出力電圧制御回路16の出力電圧はメインス
イッチ制御回路4に印加されている。一方、コンデンサ
15には負荷18が並列接続されている。更に、変圧器2の
1次巻線間には、リセット回路19が接続されている。
The output voltage control circuit 16 and the load 17 are connected in parallel with the capacitor 14.
Are connected, and the output voltage of the output voltage control circuit 16 is applied to the main switch control circuit 4. Meanwhile, the capacitor
A load 18 is connected to 15 in parallel. Further, a reset circuit 19 is connected between the primary windings of the transformer 2.

次に、第4図の構成の動作について説明する。 Next, the operation of the configuration of FIG. 4 will be described.

交流電源が供給されると、1次側整流回路1によって
変換された直流出力が、メインスイッチ制御回路4及び
変圧器2に印加され、メインスイッチ制御回路4が起動
してトランジスタ3のベースに電流が流れる。これに伴
ってトランジスタ3のコレクタ電流が流れ始め、変圧器
2の2次巻線6及び7に電圧が発生する。
When the AC power is supplied, the DC output converted by the primary rectifier circuit 1 is applied to the main switch control circuit 4 and the transformer 2, and the main switch control circuit 4 is activated to supply a current to the base of the transistor 3. Flows. Accordingly, the collector current of the transistor 3 starts to flow, and a voltage is generated in the secondary windings 6 and 7 of the transformer 2.

整流出力は、チョークコイルおよび平滑用コンデンサ
による平滑回路によって平滑され、各負荷及び出力電圧
制御回路16に供給される。このとき、チョークコイルの
電圧は、次式で表される。
The rectified output is smoothed by a smoothing circuit including a choke coil and a smoothing capacitor, and supplied to each load and an output voltage control circuit 16. At this time, the voltage of the choke coil is expressed by the following equation.

VL=VS−(V0+VF) ……(1) VL′=VS′−(V0′+VF′) ……(2) 但し、VL:チョークコイル12の電圧、 VS:2次巻線6の出力電圧、 V0:制御出力側の負荷端電圧、 VF:ダイオード8の順電圧、 VL′:チョークコイル13の電圧、 VS′:2次巻線7の出力電圧、 V0′:非制御出力側の負荷端電圧、 VF′:ダイオード9の順電圧である。 V L = V S - (V 0 + V F) ...... (1) V L '= V S' - (V 0 '+ V F') ...... (2) where, V L: voltage of the choke coil 12, V S : output voltage of the secondary winding 6, V 0 : load terminal voltage on the control output side, V F : forward voltage of the diode 8, VL ': voltage of the choke coil 13, V S ': secondary winding 7 V 0 ′: Load terminal voltage on the non-control output side, V F ′: Forward voltage of the diode 9.

さらに、2次側の電流i2(制御出力側)、i2′(非制
御出力側)は、トランジスタ3のオン時間をtonとする
と、 Δi2=(VL/L)・ton ={VS−(V0+VF)/L}・ton ……(3) Δi2′=(VL′/L′)・ton={VS′ −(V0′+VF′)/L′}・ton ……(4) 但し、L:チョークコイル12のインダクタンス、L′:チ
ョークコイル13のインダクタンスである。
Furthermore, the secondary current i 2 (control output), i 2 '(non-control output), when the on-time of the transistor 3 and t on, Δi 2 = (V L / L) · t on = {V S − (V 0 + V F ) / L} · t on (3) Δi 2 ′ = (V L ′ / L ′) · t on = {V S ′ − (V 0 ′ + V F ′) / L ′} · t on (4) where L is the inductance of the choke coil 12 and L ′ is the inductance of the choke coil 13.

このとき、i2,i2′の最大値をi2p,i2p′とすると、チ
ョークコイル12,13のエネルギーPL,PL′は、 PL=(1/2)・L・i2p 2 ……(5) PL′=(1/2)・L′・i2p ……(6) のようになる。
At this time, assuming that the maximum values of i 2 and i 2 ′ are i 2p and i 2p ′, the energies P L and P L ′ of the choke coils 12 and 13 are P L = (1/2) · L · i 2p 2 (5) P L ′ = (1/2) · L ′ · i 2p2 (6)

次に、トランジスタ3がオフになると、変圧器2の2
次側には1次側からの電力供給がなくなり、チョークコ
イル12,13に逆起電力が発生する。この時に流れる電流
をi3,i3′とすると、制御出力側の通電経路は、チョー
クコイル12→負荷17→ダイオード9となる。また、非制
御出力側の通電経路は、チョークコイル13→負荷18→ダ
イオード11になる。この場合の各々の電流変化率Δi3,
Δi3′は次のようになる。
Next, when the transistor 3 is turned off, 2
No power is supplied from the primary side to the secondary side, and back electromotive force is generated in the choke coils 12 and 13. Assuming that the current flowing at this time is i 3 , i 3 ′, the conduction path on the control output side is the choke coil 12 → the load 17 → the diode 9. In addition, the energization path on the non-control output side is the choke coil 13 → load 18 → diode 11. In this case, each current change rate Δi 3 ,
Δi 3 ′ is as follows.

Δi3={(V0+VF)/L}・toff ……(7) Δi3′={(V0′+VF′)/L′}・toff ……(8) 通常、チョークコイルを流れる電流は、連続となるた
めに次式が成立する。
Δi 3 = {(V 0 + V F ) / L} · t off (7) Δi 3 ′ = {(V 0 ′ + V F ′) / L ′} · t off (8) Normally, a choke coil Since the current flowing through is continuous, the following equation is established.

Δi2=Δi3 ={VS−(V0+VF)/L}・ton ={(V0+VF)/L}・toff ……(9) Δi2′=Δi3′={(VS′ −(V0′+VF′)/L}・ton ={(V0′+VF′)/L′}・toff ……(10) 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、第4図に示した従来技術にあっては、制御出
力側の負荷17が小さくなった時、PWM(パルス幅変調)
制御では、tonが短くなる。この時、第(5)式から明
らかなように、出力電圧制御回路16には、非制御出力側
の情報が入力されていない。したがって、制御出力側の
負荷が小さく、非制御出力側の負荷が大きくなった時に
は、非制御出力側の出力電圧が低下するという不具合が
ある。
Δi 2 = Δi 3 = {V S − (V 0 + V F ) / L} · t on = {(V 0 + V F ) / L} · t off (9) Δi 2 ′ = Δi 3 ′ = { (V S ′ − (V 0 ′ + V F ′) / L} · t on = {(V 0 ′ + V F ′) / L ′} · t off (10) [Problems to be Solved by the Invention] However, in the prior art shown in FIG. 4, when the load 17 on the control output side is reduced, the PWM (pulse width modulation)
In the control, t on is shortened. At this time, as apparent from the expression (5), the information on the non-control output side is not input to the output voltage control circuit 16. Therefore, when the load on the control output side is small and the load on the non-control output side is large, there is a problem that the output voltage on the non-control output side decreases.

また、制御出力側の出力電流の変動により、2次巻線
6の電圧も変動し、これに伴って非制御出力側の2次巻
線7の電圧も変動する。
Also, the voltage of the secondary winding 6 fluctuates due to the fluctuation of the output current on the control output side, and the voltage of the secondary winding 7 on the non-control output side fluctuates accordingly.

本発明の目的は、上記した従来技術の実情に鑑みてな
されたものであり、出力電圧の安定性の向上が図れるよ
うにした多出力スイッチング電源を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multiple output switching power supply capable of improving the stability of the output voltage, in view of the above-mentioned circumstances of the related art.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、本発明は、直流電源をス
イッチ回路を介して変圧器の1次巻線に印加し、その通
電のオン/オフに伴う誘起電圧を、各々に負荷が接続さ
れると共に直列接続された第1、第2の2次巻線に生じ
させ、該第1の2次巻線に生じた電圧を前記スイッチ回
路の制御に用いる多出力スイッチング電源において、第
1の2次巻線は制御出力側に電力を供給し、第2の2次
巻線は非制御出力側に電力を供給し、第1の2次巻線の
一端には整流用の第1のダイオードのアノード(カソー
ド)を接続し、当該第1のダイオードのカソード(アノ
ード)と第1の2次線の他端間にフライホイール用の第
2のダイオードを逆方向接続し、第2の2次巻線の一端
には整流用の第3のダイオードのアノード(カソード)
を接続し、第2の2次巻線の他端には第1のダイオード
のカソード(アノード)と第2のダイオードのカソード
(アノード)とを接続し、第3のダイオードのカソード
(アノード)と第1の2次巻線の他端との間にフライホ
イール用の第4のダイオードを逆方向接続し、さらに第
2及び第4のダイオードのアノード(カソード)側と負
荷側のグランドとの間に第1及び第2の2次巻線の整流
出力を平滑するためのチョークコイルを接続した構成に
なっている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a DC power supply is applied to a primary winding of a transformer via a switch circuit, and an induced voltage associated with turning on / off of the current is connected to a load. In a multi-output switching power supply that generates a voltage in the first and second secondary windings connected in series with each other and uses the voltage generated in the first secondary winding to control the switch circuit. The winding supplies power to the control output side, the second secondary winding supplies power to the non-control output side, and one end of the first secondary winding has an anode of a first diode for rectification. (Cathode), a second diode for a flywheel is connected in the reverse direction between the cathode (anode) of the first diode and the other end of the first secondary line, and a second secondary winding is connected. At one end is the anode (cathode) of the third diode for rectification
And the other end of the second secondary winding is connected to the cathode (anode) of the first diode and the cathode (anode) of the second diode, and to the cathode (anode) of the third diode. A flywheel fourth diode is connected in reverse direction between the other end of the first secondary winding and a flywheel fourth diode is connected between the anode (cathode) side of the second and fourth diodes and the load side ground. And a choke coil for smoothing the rectified output of the first and second secondary windings.

また、前記第1、第2の2次巻線の出力電圧比が大き
い場合は、第2の2次巻線の出力電圧変動を小さくする
ために、前記チョークコイルに中間端子を設け、この中
間端子に前記第1の2次巻線及び前記第2のダイオード
を接続し、前記第4のダイオードを前記チョークコイル
の反負荷接続側の端部に接続する構成とするのが望まし
い。
When the output voltage ratio of the first and second secondary windings is large, an intermediate terminal is provided on the choke coil to reduce the output voltage fluctuation of the second secondary winding. It is preferable that the first secondary winding and the second diode are connected to a terminal, and the fourth diode is connected to an end of the choke coil on the non-load connection side.

〔作用〕[Action]

上記した手段によれば、グランド側に挿入されたチョ
ークコイルは第1,第2の2次巻線の両方に出力電流を流
すように作用し、第1の2次巻線の負荷が小さく、第2
の2次巻線の負荷が大きい場合でも、スイッチオン時間
(ton)を必要以上に短くすることはない。したがっ
て、電圧の安定性を向上させることが可能になる。
According to the above-described means, the choke coil inserted on the ground side acts to flow the output current to both the first and second secondary windings, and the load on the first secondary winding is small. Second
Even when the load on the secondary winding is large, the switch-on time (t on ) is not shortened more than necessary. Therefore, voltage stability can be improved.

すわわち、前述の第4図に示した多出力電源では、パ
ルス幅は制御出力側に流れる電流でのみ決定される。こ
の電流はチョークコイル(12)を流れているためこの電
流によってパルス幅が決定される。このため、非制御出
力側の負荷(18)が一定の場合、非制御出力側の出力電
圧は、非制御出力側の負荷(18)の大きさとは無関係に
制御出力側の負荷(17)が大きくなると、それに比例し
て大きくなり、制御出力側の負荷(17)が小さくなると
それに比例して小さくなる。
That is, in the multiple output power supply shown in FIG. 4, the pulse width is determined only by the current flowing to the control output side. Since this current flows through the choke coil (12), the pulse width is determined by this current. Therefore, when the load (18) on the non-control output side is constant, the output voltage on the non-control output side is equal to the load (17) on the control output side regardless of the magnitude of the load (18) on the non-control output side. As the load increases, the load increases proportionally, and as the load (17) on the control output side decreases, the load decreases proportionally.

一方、本発明では、前記第1及び第2の2次巻線の整
流出力を平滑するためのチョークコイル(後述の第1図
におけるチョークコイル20)に流れる電流でパルス幅が
決定される。このチョークコイル(20)には制御出力側
と非制御出力側の双方の電流が流れている。このため、
非制御出力側の負荷(18)が一定の場合、非制御出力側
の出力電圧は、制御出力側の負荷(17)が大きくなって
も非制御出力側の負荷(18)が一定なので、パルス幅の
変化幅が小さくなり、電圧上昇が前述の第4図に示した
従来例よりも抑えられる。また、制御出力側の負荷(1
7)が小さくなっても非制御出力側の負荷(18)が一定
なので、パルス幅の変化量が小さくなり、電圧降下が第
4図のような従来例よりも抑えられる。このようなこと
から、制御出力側の負荷変動に対する非制御出力側の電
圧の変動幅が抑えられ、電源としての安定性が向上す
る。
On the other hand, in the present invention, the pulse width is determined by a current flowing through a choke coil (a choke coil 20 in FIG. 1 described later) for smoothing the rectified output of the first and second secondary windings. The current on both the control output side and the non-control output side flows through the choke coil (20). For this reason,
When the load (18) on the non-control output side is constant, the output voltage on the non-control output side is constant even if the load (17) on the control output side is large. The width of the change in width becomes smaller, and the voltage rise is suppressed more than in the conventional example shown in FIG. Also, the load (1
Since the load (18) on the non-control output side is constant even if the value of (7) is reduced, the amount of change in the pulse width is reduced, and the voltage drop is suppressed as compared with the conventional example as shown in FIG. Thus, the fluctuation range of the voltage on the non-control output side with respect to the load fluctuation on the control output side is suppressed, and the stability as a power supply is improved.

また、チョークコイルにタップ(中間端子)を設ける
ことにより、第1,第2の2次巻線の両方に出力電流を流
す系と、第2の2次巻線にのみ出力電流を流す系とを構
成でき、第1,第2の2次巻線の出力電圧比が大きい場合
でも、第2の2次巻線の出力電圧の変動を小さくするこ
とが可能になる。
Further, by providing a tap (intermediate terminal) in the choke coil, a system in which output current flows through both the first and second secondary windings and a system in which output current flows only through the second secondary winding And the fluctuation of the output voltage of the second secondary winding can be reduced even when the output voltage ratio of the first and second secondary windings is large.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明による多出力スイッチング電源の第1
実施例を示す回路図である。なお、以下の実施例におい
ては、第4図に示したと同一であるものには同一引用数
字を用いたので、以下においては重複する説明を省略す
る。
FIG. 1 shows a first embodiment of a multi-output switching power supply according to the present invention.
It is a circuit diagram showing an example. In the following embodiments, the same reference numerals are used for the same components as those shown in FIG. 4, and therefore, duplicate description will be omitted below.

本実施例は、第4図におけるチョークコイル12及び13
の2つを除去して各々直通にし、ダイオード9,11のアノ
ード側と負荷側のグランドとの間にチョークコイル20を
接続する構成にしたところに特徴がある。
In this embodiment, the choke coils 12 and 13 shown in FIG.
Are removed so that they are directly connected to each other, and the choke coil 20 is connected between the anodes of the diodes 9 and 11 and the ground on the load side.

このような構成により、トランジスタ3がオンの場合
には、2次巻線6,7に電圧が誘起され、制御出力側では
ダイオード8→負荷17→チョークコイル20の経路で電流
が流れる。ついで、トランジスタ3がオフになると、チ
ョークコイル20→ダイオード9→負荷17の経路で制御出
力側に電流が流れる。
With such a configuration, when the transistor 3 is on, a voltage is induced in the secondary windings 6 and 7, and a current flows on the control output side in a path of the diode 8 → the load 17 → the choke coil 20. Then, when the transistor 3 is turned off, a current flows to the control output side through the path of the choke coil 20 → the diode 9 → the load 17.

一方、非制御出力側では、トランジスタ3がオンのと
きには、ダイオード8→ダイオード10→負荷18→チョー
クコイル20の経路で電流が流れ、トランジスタ3のオフ
ではチョークコイル20→ダイオード11→負荷18の経路で
流れる。
On the other hand, on the non-control output side, when the transistor 3 is on, current flows through the path of the diode 8 → the diode 10 → the load 18 → the choke coil 20. When the transistor 3 is off, the path of the choke coil 20 → the diode 11 → the load 18 Flows in

このトランジスタ3のオフ時の動作をさらに第1図を
参照して詳しく説明する。トランジスタ3がオンしてい
るときのチョークコイル20の極性は第1図のコンデンサ
14と接続されている側がプラス、ダイオード9および11
が接続されている側がマイナスとなっている。この状態
からトランジスタ3がオフすると、チョークコイル20の
極性が反転し、第1図のコンデンサ14と接続されている
側がマイナス、ダイオード9および11が接続されている
側がプラスになる。これによりチョークコイル20からダ
イオード9および11を通して負荷17および18に電流が流
れる。ここで制御出力側の負荷17と非制御出力側の負荷
18の大きさと比較すると、制御出力側の負荷17が大きい
ため、当然ではあるが、ダイオード9はダイオード11よ
りも電流容量の大きなものが用いられる。このため、ダ
イオードの特性である逆回復時間は、ダイオード11の方
が短くなる。このようにダイオード9とダイオード11の
逆回復時間に差があるため、トランジスタ3がオフにな
り、チョークコイル20の極性が反転した瞬間、ダイオー
ド9は逆回復時間が遅く非導通状態である間に、チョー
クコイル20の電圧は非制御出力側の電圧+ダイオード11
の順電圧の値まで上昇し、ダイオード11が導通して非制
御出力側の負荷18に電流が流れる。そして、ダイオード
9の逆回復力時間が過ぎて導通状態になると、制御出力
側の負荷17に電流が流れ、非制御出力側には電流が流れ
なくなる。
The operation when the transistor 3 is off will be described in detail with reference to FIG. The polarity of the choke coil 20 when the transistor 3 is on is the capacitor shown in FIG.
The side connected to 14 is positive, diodes 9 and 11
Is connected to the minus side. When the transistor 3 is turned off from this state, the polarity of the choke coil 20 is inverted, and the side connected to the capacitor 14 in FIG. 1 becomes negative, and the side connected to the diodes 9 and 11 becomes positive. As a result, current flows from the choke coil 20 to the loads 17 and 18 through the diodes 9 and 11. Here, the load 17 on the control output side and the load on the non-control output side
Since the load 17 on the control output side is larger than the size of 18, the diode 9 has a larger current capacity than the diode 11 as a matter of course. For this reason, the diode 11 has a shorter reverse recovery time, which is a characteristic of the diode. Since there is a difference in the reverse recovery time between the diode 9 and the diode 11, the transistor 3 is turned off, and at the moment when the polarity of the choke coil 20 is reversed, the diode 9 has a slow reverse recovery time and is in a non-conductive state. , The voltage of the choke coil 20 is the voltage of the non-control output side + the diode 11
, The diode 11 conducts, and a current flows through the load 18 on the non-control output side. Then, when the diode 9 is turned on after the reverse recovery time, the current flows to the load 17 on the control output side, and the current stops flowing to the non-control output side.

以上のように、ダイオード8とチョークコイル20に
は、制御出力側と非制御出力側の各々の出力電流が流れ
る。この動作により、制御出力側の負荷17が小さくなっ
たときに、以下の2つの状態が生じる。
As described above, the respective output currents on the control output side and the non-control output side flow through the diode 8 and the choke coil 20. By this operation, when the load 17 on the control output side becomes small, the following two states occur.

通常、1系統に1つのチョークコイルが必要である
のに対し、2系統で1つのチョークコイルで済ますこと
が可能になる。すなわち、グランド側にチョークコイル
20を挿入することにより、制御出力側と非制御出力側の
両方に電流が流れる。この結果、制御出力側の負荷17が
小さく、非制御出力側の負荷18が大きい場合でも、ton
が必要以上に短くなることはない。これは、ton期間
中、チョークコイル20に蓄えられるエネルギーが、制御
出力側と非制御出力側の両方の出力電流によって決まる
ことに起因する。
Normally, one choke coil is required for one system, but one choke coil can be used for two systems. That is, choke coil on the ground side
By inserting 20, a current flows to both the control output side and the non-control output side. As a result, even when the load 17 on the control output side is small and the load 18 on the non-control output side is large, t on
Is not shorter than necessary. This is in t on period, the energy stored in the choke coil 20, due to the fact that determined by both the output current of the control output and the non-controlled output.

チョークコイル20に蓄えられるエネルギーをPL″とす
ると、第(5)式から次式が導かれる。但し、L″はチ
ョークコイル20のインダクタンスである。
Assuming that the energy stored in the choke coil 20 is P L ″, the following equation is derived from Equation (5), where L ″ is the inductance of the choke coil 20.

PL″=(1/2)・L″・(ilp+i2p ……(11) チョークコイル20からは、ダイオード11を介して非制
御出力側にも電流が流れるため、ダイオード9を通して
流れる電流が減少し、制御出力側の出力電圧が低下す
る。この動作に応じて、出力電圧制御回路16はtonを拡
大するように動作する。このため、制御出力側で負荷17
が小さくなった場合でも、非制御出力側の出力電圧の変
動は少なくなる。
P L ″ = (1/2) · L ″ · (i lp + i 2p ) 2 (11) Since current flows from the choke coil 20 to the non-control output side via the diode 11, the current passes through the diode 9. The flowing current decreases, and the output voltage on the control output side decreases. In response to this operation, the output voltage control circuit 16 operates to expand the t on. For this reason, the load 17
Is smaller, the fluctuation of the output voltage on the non-control output side is reduced.

なお、第(5)式及び第(6)式において、PL≫PL
のとき、第4図で用いたチョークコイル12の仕様のもの
を、そのまま第1図のチョークコイル20に置き換えて用
いることが可能である。このようにすれば、ローコスト
化及び回路の簡略化が可能になる。
Note that in the equations (5) and (6), P L ≫P L
In this case, the choke coil 12 having the specification of FIG. 4 can be used as it is by replacing it with the choke coil 20 of FIG. This makes it possible to reduce the cost and simplify the circuit.

非制御出力側の2次巻線の基準は、制御出力側の整
流出力電圧にとっているため、ほぼ定電圧を常に保持し
ており、変圧器2の巻線を巻き上げた場合よりも電圧の
安定度が向上する。
Since the reference of the secondary winding on the non-control output side is based on the rectified output voltage on the control output side, the reference voltage is always kept almost constant, and the voltage stability is higher than when the winding of the transformer 2 is wound up. Is improved.

以上により、電圧変動の少ない安定した出力電圧を得
ることができる。本発明者らは、第1図の構成にあっ
て、制御出力側の出力電圧を+24Vとし、非制御出力側
の出力電圧を+30Vにして実施したたところ、非制御側
が±10%以下の電圧変動に抑えられることが確かめられ
た。
As described above, a stable output voltage with little voltage fluctuation can be obtained. The inventors of the present invention carried out the configuration shown in FIG. 1 by setting the output voltage on the control output side to +24 V and the output voltage on the non-control output side to +30 V. It was confirmed that the fluctuation was suppressed.

第2図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

本実施例は、前記実施例が非制御出力側の平滑用コン
デンサを負荷18に並列接続していたのに対し、ダイオー
ド10のカソードとダイオード8のカソードとの間に平滑
用のコンデンサ21を接続した構成にしたところに特徴が
ある。
In the present embodiment, a smoothing capacitor 21 is connected between the cathode of the diode 10 and the cathode of the diode 8 while the smoothing capacitor on the non-control output side is connected in parallel to the load 18 in the previous embodiment. There is a characteristic in that the configuration is changed.

このような構成により、コンデンサ21の耐電圧(V0
V0′)を低くすることができ、耐電圧の小さい規格のも
のを用いることができ、コストダウンを図ることができ
る。この場合、コンデンサ21に蓄えられるエネルギー
は、次式で表される。
With such a configuration, the withstand voltage (V 0
V 0 ′) can be reduced, a standard having a small withstand voltage can be used, and the cost can be reduced. In this case, the energy stored in the capacitor 21 is represented by the following equation.

E=(1/2)・CV2 ……(12) また、第(12)式において、Vを(V0′−V0)/V0
とし、(V0′−V0)/V0を1/nとすると、次式で表され
る。
E = (1/2) · CV 2 (12) In the equation (12), V is represented by (V 0 ′ −V 0 ) / V 0 ′.
Where (V 0 ′ −V 0 ) / V 0 is 1 / n, it is expressed by the following equation.

E=(1/2)・C{(1/n)・V} =(1/2)・(1/n2)・C・V2 ……(13) 第(13)式から明らかなように、耐電圧を小さくでき
るのみでなく、容量も1/n2の大きさにでき、ローコスト
化が可能になる。
E = (1/2) · C {(1 / n) · V} 2 = (1/2) · (1 / n 2 ) · C · V 2 (13) It is clear from equation (13). As described above, not only the withstand voltage can be reduced, but also the capacity can be reduced to 1 / n 2 , and the cost can be reduced.

第3図は本発明の第3の実施例を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

本実施例は、第1図の回路を基本とし、そのチョーク
コイル20に代えてタップ付きのチョークコイル22を用
い、このタップにダイオード9のアノードを接続する構
成にしたところに特徴がある。チョークコイル22にタッ
プを設けると、制御出力側と非制御出力側の各々に出力
電流を流す部分と、非制御出力側にのみ出力電流を流す
部分とを形成する。
This embodiment is characterized in that, based on the circuit of FIG. 1, a choke coil 22 with a tap is used in place of the choke coil 20, and the anode of the diode 9 is connected to this tap. When the tap is provided in the choke coil 22, a portion for flowing the output current to each of the control output side and the non-control output side and a portion for flowing the output current only to the non-control output side are formed.

このような構成により、制御出力側の出力電圧と非制
御出力側の出力電圧との比が大きい場合に利点が出る。
With such a configuration, there is an advantage when the ratio between the output voltage on the control output side and the output voltage on the non-control output side is large.

前記した第1図の構成では、トランジスタ3がオフに
なると、チョークコイル22の端子電圧は、オンの場合と
異なって極性が反転してV0となる。この状態ではチョー
クコイル22より非制御出力側へ電流が流れる時間が極端
に短くなる。
In the configuration of FIG. 1 described above, when the transistor 3 is turned off, the terminal voltage of the choke coil 22 is set to V 0 and the polarity is inverted different from that on. In this state, the time during which the current flows from the choke coil 22 to the non-control output side becomes extremely short.

そこで、本実施例では、タップを設けてチョークコイ
ルを分割し、非制御出力側の端子電圧を非制御出力側に
のみ流れるチョークコイル部分によって上げるととも
に、切換時の変動特性を滑らかにしている。制御出力側
と非制御出力側の両方の出力電流が流れる部分は、第1
の実施例と同一の効果が得られる。
Therefore, in the present embodiment, the tap is provided to divide the choke coil, the terminal voltage on the non-control output side is increased by the choke coil portion flowing only to the non-control output side, and the fluctuation characteristics at the time of switching are smoothed. The portion through which the output currents on both the control output side and the non-control output side flow
The same effect as that of the embodiment can be obtained.

一方、非制御出力側の出力電流だけを流す部分では、
トランジスタ3のオフ時の非制御出力側のチョークコイ
ルの端子電圧を大きくし、非制御出力側へも電流を流す
作用がある。
On the other hand, in the part where only the output current on the non-control output side flows,
It has the effect of increasing the terminal voltage of the choke coil on the non-control output side when the transistor 3 is off, and flowing current also to the non-control output side.

したがって、制御出力側と非制御出力側の出力電圧の
比が大きい場合でも、その比に応じて巻線を分割したチ
ョークコイル22を用いることにより、非制御出力側の出
力電圧の変動を小さくすることができる。
Therefore, even when the ratio between the output voltage on the control output side and the output voltage on the non-control output side is large, the fluctuation of the output voltage on the non-control output side is reduced by using the choke coil 22 having the winding divided according to the ratio. be able to.

なお、上記実施例では、1つのトランジスタによるメ
インスイッチの例を示したが、ハーフブリッジ回路、プ
ッシュプル回路などに対しても同様に本発明を適用する
ことができる。
In the above embodiment, the example of the main switch using one transistor has been described. However, the present invention can be similarly applied to a half bridge circuit, a push-pull circuit, and the like.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は上記の通り構成されているので、制御出力側
で負荷が小さくなった場合でも、非制御出力の出力電圧
の変動は少なくなり、安定した出力電圧を得ることがで
きる。また、非制御出力側の2次巻線の基準を制御出力
側の整流出力電圧にとっているので、ほぼ定電圧を常に
維持しており、変圧器の巻線を巻き上げた場合よりも安
定した出力電圧を得ることができる。
Since the present invention is configured as described above, even when the load on the control output side decreases, the fluctuation of the output voltage of the non-control output decreases, and a stable output voltage can be obtained. Also, since the reference of the secondary winding on the non-control output side is based on the rectified output voltage on the control output side, almost constant voltage is always maintained, and the output voltage is more stable than when the winding of the transformer is wound up. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による多出力スイッチング電源の第1実
施例を示す回路図、第2図は本発明の第2実施例を示す
回路図、第3図は本発明の第3実施例を示す回路図、第
4図は従来の多出力スイッチング電源の一例を示す回路
図である。 1……1次側整流回路、2……変圧器、3……トランジ
スタ、4……メインスイッチ制御回路、5……1次巻
線、6,7……2次巻線、8,9,10,11……ダイオード、14,1
5,21……コンデンサ、16……出力電圧制御回路、17,18
……負荷、20,22……チョークコイル。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a multi-output switching power supply according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional multi-output switching power supply. 1 Primary rectifier circuit 2 Transformer 3 Transistor 4 Main switch control circuit 5 Primary winding 6,7 Secondary winding 8,9, 10,11 …… Diode, 14,1
5,21 …… Capacitor, 16 …… Output voltage control circuit, 17,18
…… Load, 20,22 …… Choke coil.

フロントページの続き (72)発明者 鎌田 久浩 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂 3番地の1 東北リコー株式会社内 (72)発明者 大冨 洋一 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂 3番地の1 東北リコー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−73574(JP,A) 特開 昭61−49660(JP,A) 特開 平3−239158(JP,A)Continued on the front page. (72) Inventor, Hisahiro Kamada, Nakamei, Shinmei-do, Shimada-cho, Shibata-gun, Miyagi Prefecture, No. 3 Tohoku Ricoh Co., Ltd. No. 3 in Tohoku Ricoh Co., Ltd. (56) References JP-A-61-73574 (JP, A) JP-A-61-49660 (JP, A) JP-A-3-239158 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流電源をスイッチ回路を介して変圧器の
1次巻線に印加し、その通電のオン/オフに伴う誘起電
圧を、各々に負荷が接続されると共に直列接続された第
1、第2の2次巻線に生じさせ、該第1の2次巻線に生
じた電圧を前記スイッチ回路の制御に用いる多出力スイ
ッチング電源において、第1の2次巻線の一端には整流
用の第1のダイオードの一端を接続し、当該第1のダイ
オードの他端と第1の2次巻線の他端間にフライホイー
ル用の第2のダイオードを逆方向接続し、第2の2次巻
線の一端には整流用の第3のダイオードの一端を接続
し、第2の2次巻線の他端には第1のダイオードの他端
と第2のダイオードの反第1の2次巻線の他端側とを接
続し、第3のダイオードの他端と第1の2次巻線の他端
との間にフライホイール用の第4のダイオードを逆方向
接続し、第2及び第4のダイオードのそれぞれ反第1及
び第3のダイオードとの接続側と負荷側のグランドとの
間に第1及び第2の2次巻線の整流出力を平滑するため
のチョークコイルを接続し、第1の2次巻線から制御側
の負荷に、第2の2次巻線から非制御側の負荷にそれぞ
れ電力を供給するようにしたことを特徴とする多出力ス
イッチング電源。
1. A DC power supply is applied to a primary winding of a transformer via a switch circuit, and an induced voltage accompanying ON / OFF of the current supply is supplied to a first load connected to a load and connected in series with each other. , A voltage generated in the second secondary winding, and a voltage generated in the first secondary winding used for controlling the switch circuit, wherein a rectifier is provided at one end of the first secondary winding. One end of a first diode for a flywheel is connected, a second diode for a flywheel is connected in the reverse direction between the other end of the first diode and the other end of the first secondary winding, One end of a secondary diode is connected to one end of a third diode for rectification, and the other end of the second secondary winding is connected to the other end of the first diode and the anti-first diode of the second diode. The other end of the secondary winding is connected, and a flywheel is connected between the other end of the third diode and the other end of the first secondary winding. And a second diode between the connection side of the second and fourth diodes with the anti-first and third diodes, respectively, and the ground on the load side. A choke coil for smoothing the rectified output of the secondary winding is connected, and power is supplied from the first secondary winding to the load on the control side and from the second secondary winding to the load on the non-control side. A multi-output switching power supply characterized in that:
【請求項2】前記チョークコイルは中間端子を有し、こ
の中間端子に前記第1の2次巻線及び前記第2のダイオ
ードを接続し、前記第4のダイオードを前記チョークコ
イルの反負荷接続側の端部に接続したことを特徴とする
請求項1記載の多出力スイッチング電源。
2. The choke coil has an intermediate terminal, the first secondary winding and the second diode are connected to the intermediate terminal, and the fourth diode is connected to the choke coil in an anti-load connection. The multi-output switching power supply according to claim 1, wherein the multi-output switching power supply is connected to an end on the side.
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JPS6173574A (en) * 1984-09-17 1986-04-15 Ricoh Co Ltd switching power supply
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