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JP3465491B2 - Switching power supply - Google Patents
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JP3465491B2 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JP3465491B2
JP3465491B2 JP24949496A JP24949496A JP3465491B2 JP 3465491 B2 JP3465491 B2 JP 3465491B2 JP 24949496 A JP24949496 A JP 24949496A JP 24949496 A JP24949496 A JP 24949496A JP 3465491 B2 JP3465491 B2 JP 3465491B2
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input voltage
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は自励型でフライバッ
クコンバータ方式のスイッチング電源装置に関し、より
具体的にはその過電流保護手段の改良に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-excited flyback converter type switching power supply device, and more particularly to improvement of overcurrent protection means thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的なフライバックコンバータ方式の
スイッチング電源装置は、そのスイッチングトランジス
タの最大コレクタ電流が増幅率hFEに依存することで一
応、過電流保護機能を有しているが、それだけでは入力
電圧が変動すると過電流保護開始点がずれる(例えば入
力電圧が大きくなると過電流保護開始点が大きい方へず
れる)という問題がある。
2. Description of the Related Art A general flyback converter type switching power supply device has an overcurrent protection function because the maximum collector current of its switching transistor depends on the amplification factor h FE , but it is not enough. There is a problem that the start point of overcurrent protection shifts when the input voltage fluctuates (for example, when the input voltage increases, the start point of overcurrent protection shifts to the larger side).

【0003】そこで、このような問題を簡単な回路で解
消することができるスイッチング電源装置がすでに多く
提案されている。図4は第1の従来例を示すものであ
り、図4において2はトランス、2aは1次巻線、2b
は2次巻線、2cはバイアス巻線、4はダイオード、6
はスイッチング素子としてのMOSFET、8は抵抗、
10は時定数回路、12は抵抗、14はコンデンサ、1
6はコンデンサ、18は抵抗、20は制御素子としての
トランジスタである。
Therefore, many switching power supply devices have already been proposed which can solve such a problem with a simple circuit. FIG. 4 shows a first conventional example. In FIG. 4, 2 is a transformer, 2a is a primary winding, and 2b.
Is a secondary winding, 2c is a bias winding, 4 is a diode, 6
Is a MOSFET as a switching element, 8 is a resistor,
10 is a time constant circuit, 12 is a resistor, 14 is a capacitor, 1
6 is a capacitor, 18 is a resistor, and 20 is a transistor as a control element.

【0004】トランス2の1次巻線2aにスイッチング
素子としてのMOSFET6を直列接続し、かつトラン
ス2のバイアス巻線2cの出力をコンデンサ16および
抵抗18を介してMOSFET6のゲートに帰還するよ
うにしている。
A MOSFET 6 as a switching element is connected in series to the primary winding 2a of the transformer 2, and the output of the bias winding 2c of the transformer 2 is fed back to the gate of the MOSFET 6 via a capacitor 16 and a resistor 18. There is.

【0005】さらに、互いに直列接続された抵抗12お
よびコンデンサ14からなる時定数回路10をトランス
2のバイアス巻線2cの両端に接続し、かつMOSFE
T6のゲートとソース間に制御素子としてのトランジス
タ20を並列接続し、前記コンデンサ14の電圧がこの
トランジスタ20のベースに印加されるようにしてい
る。
Further, a time constant circuit 10 consisting of a resistor 12 and a capacitor 14 connected in series with each other is connected to both ends of a bias winding 2c of the transformer 2 and MOSFE.
A transistor 20 as a control element is connected in parallel between the gate and the source of T6 so that the voltage of the capacitor 14 is applied to the base of the transistor 20.

【0006】以下、動作を説明すると、入力電圧Viが
印加されると、起動抵抗8を通してMOSFET6にゲ
ート電圧が印加され、MOSFET6が導通状態にな
る。その結果、トランス2の1次巻線2aに電圧が加わ
り、同時にバイアス巻線2cに電圧Vbが発生する。こ
れがコンデンサ16および抵抗18を介してMOSFE
T6のゲートに印加され、MOSFET6は急速にオン
する。
The operation will be described below. When the input voltage Vi is applied, the gate voltage is applied to the MOSFET 6 through the starting resistor 8 and the MOSFET 6 becomes conductive. As a result, a voltage is applied to the primary winding 2a of the transformer 2, and at the same time, a voltage Vb is generated in the bias winding 2c. This is the MOSFET through the capacitor 16 and the resistor 18.
Applied to the gate of T6, MOSFET 6 turns on rapidly.

【0007】このとき、トランス2の2次巻線2bの電
圧はダイオード4に対して逆方向に加わるので、2次巻
線2bには電流が流れず、トランス2にエネルギーが蓄
積される。これとともに、時定数回路10を構成するコ
ンデンサ14には抵抗12を通して充電電流が流れ、ト
ランジスタ20のベース電位が徐々に上昇する。
At this time, the voltage of the secondary winding 2b of the transformer 2 is applied in the opposite direction to the diode 4, so that no current flows in the secondary winding 2b and energy is accumulated in the transformer 2. At the same time, a charging current flows through the capacitor 12 that constitutes the time constant circuit 10 through the resistor 12, and the base potential of the transistor 20 gradually rises.

【0008】コンデンサ14の電位が所定値に達してト
ランジスタ20が導通し始めると、MOSFET6のゲ
ート電圧が低下してMOSFET6がオン状態を保てな
くなり、1次巻線2aの電圧が低下し、バイアス巻線2
cの電圧Vbも低下する。これは正帰還であるため、M
OSFET6は急速にオフする。MOSFET6がオフ
することにより、トランス2の蓄積エネルギーが2次巻
線2bからダイオード4を通して出力側へ供給される。
When the potential of the capacitor 14 reaches a predetermined value and the transistor 20 starts to conduct, the gate voltage of the MOSFET 6 decreases and the MOSFET 6 cannot be maintained in the ON state, so that the voltage of the primary winding 2a decreases and the bias voltage increases. Winding 2
The voltage Vb of c also decreases. Since this is positive feedback, M
OSFET 6 turns off rapidly. When the MOSFET 6 is turned off, the energy stored in the transformer 2 is supplied from the secondary winding 2b to the output side through the diode 4.

【0009】その後、バイアス巻線2cの電圧Vbが0
となれば、起動抵抗8から電圧により再びMOSFET
6がオン状態となり、前記のような動作が繰り返され
る。
After that, the voltage Vb of the bias winding 2c becomes zero.
Then, the voltage from the starting resistor 8 again causes the MOSFET
6 is turned on, and the above operation is repeated.

【0010】このようなフライバックコンバータ方式に
おいては、よく知られているように2次側の出力がMO
SFET6のオン期間に比例するという基本的な関係が
ある。
In such a flyback converter system, the output on the secondary side is MO, as is well known.
There is a basic relationship of being proportional to the ON period of the SFET 6.

【0011】このスイッチング電源装置では、これを逆
に利用することによって過電流保護を行わせている。す
なわち、MOSFET6のオン期間(これはオフ状態の
トランジスタ20をオンさせるまでの時間でもある)
は、コンデンサ14の電圧が立ち上がるスピード、すな
わち時定数回路10の時定数T(=R1・C1、ここで
R1は抵抗12の抵抗値、C1はコンデンサ14の静電
容量)によって規定されるため、この時定数Tによって
MOSFET6のオン期間の上限を決めておけば、2次
側には設定値以上の電流は出力されない(すなわち過電
流保護をする)。例えば、時定数Tを小さくすればトラ
ンジスタ20が早くオンし、MOSFET6が早くオフ
する。したがって、より小さい負荷電流にて保護モード
に入ることになる。
In this switching power supply device, overcurrent protection is performed by utilizing this in reverse. That is, the ON period of the MOSFET 6 (this is also the time until the transistor 20 in the OFF state is turned ON)
Is defined by the speed at which the voltage of the capacitor 14 rises, that is, the time constant T of the time constant circuit 10 (= R1 · C1, where R1 is the resistance value of the resistor 12 and C1 is the capacitance of the capacitor 14). If the upper limit of the ON period of the MOSFET 6 is determined by the time constant T, a current above the set value is not output to the secondary side (that is, overcurrent protection). For example, if the time constant T is reduced, the transistor 20 turns on quickly and the MOSFET 6 turns off quickly. Therefore, the protection mode is entered with a smaller load current.

【0012】前記のようなスイッチング電源装置におい
ては、基本的には時定数回路10の時定数Tによって過
電流保護開始点が決まるので、入力電圧Viの変動によ
る過電流保護開始点の変動を抑えることができる。
In the switching power supply device as described above, since the overcurrent protection starting point is basically determined by the time constant T of the time constant circuit 10, the variation of the overcurrent protection starting point due to the variation of the input voltage Vi is suppressed. be able to.

【0013】しかし、より厳密にみると自励型であるた
め、入力電圧Viが変動、例えば上昇すると発信周波数
が上昇して出力を多く出せる方向に働くため、この点か
らみれば依然として過電流保護開始点が変動することに
なり、このような点になお改善の余地があると言える。
However, more strictly speaking, since it is a self-excited type, when the input voltage Vi fluctuates, for example, rises, the oscillation frequency rises, and a large amount of output is exerted. Therefore, from this point of view, overcurrent protection still remains. Since the starting point will change, it can be said that there is still room for improvement in such points.

【0014】また、実際に前記の改善を施した例として
は特開昭63−87171号公報に記載されたスイッチ
ング電源装置がある。
Further, as an example in which the above-mentioned improvement is actually made, there is a switching power supply device described in JP-A-63-87171.

【0015】前記第2の従来例について図5を用いて説
明する。図5(A)は前記公開公報に記載されたスイッ
チング電源装置の回路図であり、同(B)〜(E)は同
スイッチング電源装置に使用されるインピーダンスの構
成例である。
The second conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a circuit diagram of the switching power supply device described in the publication, and FIGS. 5B to 5E are configuration examples of impedances used in the switching power supply device.

【0016】図5(A)において図4と同一のものは同
一の番号を付与し、説明を省略する。16aは起動用ダ
イオード、28は出力電圧制御用フォトカプラであり、
11はインピーダンス回路であり、このインピーダンス
回路11は図5(B)〜(E)に示すような構成例が開
示されている。17はダイオード、19はダイオード、
22は抵抗、23aは抵抗、23bは抵抗、23cは抵
抗、24はツェナーダイオードである。
In FIG. 5A, the same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. 16a is a starting diode, 28 is an output voltage control photocoupler,
Reference numeral 11 denotes an impedance circuit, and the impedance circuit 11 discloses configuration examples as shown in FIGS. 17 is a diode, 19 is a diode,
Reference numeral 22 is a resistor, 23a is a resistor, 23b is a resistor, 23c is a resistor, and 24 is a Zener diode.

【0017】起動用ダイオード16aをコンデンサ16
に並列に接続している他は動作は図4のものと同一であ
るので説明は省略する。スイッチング素子6がオンして
いる時バイアス巻線2cに誘起された電圧は抵抗12を
介してコンデンサ14を充電する。また、スイッチング
素子6がオフしている期間中は前記動作とは逆にインピ
ーダンス回路11を介してコンデンサ14を放電する。
同公報においては過電流保護の開始点が変動する理由と
しては詳細に解析されておらず、コンデンサ14が充分
放電しないためではないかと推定し、その改善として前
記インピーダンス回路11を用い、コンデンサ14の充
電と放電のインピーダンスを変えて過電流保護の開始点
の変動を補正しようとする旨が記載されている。
The starting diode 16a is replaced with the capacitor 16
Since the operation is the same as that of FIG. 4 except that it is connected in parallel with, the description thereof will be omitted. The voltage induced in the bias winding 2c when the switching element 6 is on charges the capacitor 14 via the resistor 12. Further, while the switching element 6 is off, the capacitor 14 is discharged through the impedance circuit 11 contrary to the above operation.
In this publication, the reason why the starting point of the overcurrent protection fluctuates is not analyzed in detail, and it is presumed that it may be because the capacitor 14 is not sufficiently discharged. It is described that the impedance of charging and discharging is changed to correct the variation of the starting point of overcurrent protection.

【0018】しかしながら、図5(B)〜(E)の各イ
ンピーダンス回路の構成例では、充電のループが抵抗1
2を通るものとインピーダンス回路11を通るものがあ
るので、1つの定数(例えば抵抗12)を定めた後に他
の定数(例えばインピーダンス回路11)を設定し直す
と総合の電流値が変化し、スイッチング電源装置の過電
流保護動作に干渉し、過電流保護の開始点の設定手段が
複雑になるなど好ましいものではなかった。
However, in the configuration example of each impedance circuit shown in FIGS. 5B to 5E, the charging loop is the resistor 1
Since some pass through 2 and some pass through the impedance circuit 11, if one constant (for example, the resistance 12) is set again and then another constant (for example, the impedance circuit 11) is reset, the total current value changes and switching This is not preferable because it interferes with the overcurrent protection operation of the power supply device and the means for setting the starting point of overcurrent protection becomes complicated.

【0019】また、図5(B)〜(D)の構成例では過
電流保護ポイントの入力電圧変動については次の理由に
より著しい改善効果は認められなかった。コンデンサ1
4の放電はオフ期間中にバイアス巻線2cに誘起する電
圧によって行われるが、この電圧はフライバックコンバ
ータ方式においてはフライバック電圧であり、出力電圧
には比例するものの入力電圧には比例していない。した
がって、出力電圧が一定であればオフ期間終了時のコン
デンサ14の残留電荷は入力電圧に関わらずほとんど一
定となる。
Further, significant improvement effect for the following reasons for the input voltage fluctuation of the overcurrent protection point in the configuration example of FIG. 5 (B) ~ (D) was not observed. Capacitor 1
The discharge of No. 4 is performed by the voltage induced in the bias winding 2c during the off period. This voltage is a flyback voltage in the flyback converter system and is proportional to the output voltage but is proportional to the input voltage. Absent. Therefore, if the output voltage is constant, the residual charge of the capacitor 14 at the end of the off period is almost constant regardless of the input voltage.

【0020】次にオン期間に状態が変化しコンデンサ1
4の充電が始まるが、このとき各充電ループは抵抗のみ
であり図4の従来例と何ら変わるものではなかった。た
だし、入力電圧の上昇による発信周波数の増加、つまり
周期の短縮化によって充電時間が短くなる傾向は認めら
れるが、この現象は図4の第1の従来例と同等であり、
さらに充電/放電とも線形インピーダンスを介して行わ
れているので従来例の動作と何ら変わるものではなく、
したがって過電流保護ポイントの入力電圧変動について
も図4の従来例とほぼ同一結果が得られたのみであっ
た。図5(E)の効果については後述する。
Next, the state changes during the ON period and the capacitor 1
The charging of No. 4 starts, but at this time, each charging loop is only a resistor, which is no different from the conventional example of FIG. However, although there is a tendency that the charging time is shortened due to the increase of the oscillation frequency due to the increase of the input voltage, that is, the shortening of the cycle, this phenomenon is equivalent to the first conventional example of FIG.
Furthermore, since charging / discharging is performed via linear impedance, there is no difference from the operation of the conventional example,
Therefore, with respect to the input voltage fluctuation at the overcurrent protection point, almost the same result as that of the conventional example of FIG. 4 was obtained. The effect of FIG. 5E will be described later.

【0021】また、図4の従来例の別の改善例として特
公平7−114545号公報に記載されたスイッチング
電源装置もある。この第3の従来例について図6を用い
て説明する。図6は前記公告公報に記載されたスイッチ
ング電源装置の回路図であり、図6において図4と同一
のものは同一の番号を付与し、説明を省略する。10a
は時定数回路である。前記従来例においては過電流保護
ポイントの入力電圧変動を補正するため、時定数回路を
抵抗22とツェナーダイオード24の直列回路に並列に
抵抗12を接続して構成している。このため、下記
(1)式で表される非線形インピーダンスZが得られ、
過電流保護ポイントの入力電圧変動を補正できることが
開示されている。
Further, there is a switching power supply device described in Japanese Patent Publication No. 7-114545 as another improvement example of the conventional example of FIG. The third conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram of the switching power supply device described in the above-mentioned publication. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 4 are given the same numbers and their explanations are omitted. 10a
Is a time constant circuit. In the conventional example, in order to correct the input voltage fluctuation at the overcurrent protection point, the time constant circuit is configured by connecting the resistor 12 in parallel to the series circuit of the resistor 22 and the Zener diode 24. Therefore, the nonlinear impedance Z represented by the following equation (1) is obtained,
It is disclosed that the input voltage fluctuation at the overcurrent protection point can be corrected.

【0022】 Z=Vr/{(Vr−Vz)/R2+(Vr/R1)}……(1) ここでVrは非線形インピーダンスZに加わる電圧、V
zはツェナーダイオード24のツェナー電圧、R1は抵
抗12の抵抗値、R2は抵抗22の抵抗値である。
Z = Vr / {(Vr-Vz) / R2 + (Vr / R1)} (1) where Vr is a voltage applied to the nonlinear impedance Z, and Vr
z is the Zener voltage of the Zener diode 24, R1 is the resistance value of the resistor 12, and R2 is the resistance value of the resistor 22.

【0023】このような電圧に対する非線形インピーダ
ンスを用いれば過電流保護ポイントの入力電圧変動を補
正できるのであるが、(1)式から少なくともコンデン
サ14の充電に関してはR1(抵抗12)を通るループ
とR2(抵抗22)を通るループがあることがわかり、
1つの定数(例えば抵抗12)を定めた後に他の定数
(例えば抵抗22とツェナーダイオード24の直列回
路)を設定し直すと総合の電流値が変化し、スイッチン
グ電源装置の過電流保護動作に干渉し、過電流保護の開
始点の設定手段が複雑になるなど図5の第2の従来例と
同様に好ましいものではなかった。
It is possible to correct the input voltage fluctuation at the overcurrent protection point by using such a non-linear impedance with respect to the voltage. From the equation (1), at least with respect to charging of the capacitor 14, a loop passing through R1 (resistor 12) and R2 are connected. It turns out that there is a loop through (resistor 22),
If one constant (for example, the resistor 12) is set and then another constant (for example, the series circuit of the resistor 22 and the Zener diode 24) is reset, the total current value changes, which interferes with the overcurrent protection operation of the switching power supply device. However, it is not preferable like the second conventional example of FIG. 5 because the means for setting the starting point of overcurrent protection becomes complicated.

【0024】また、図6を図5(A),(B)〜(E)
と比較すれば図5の構成要素(E)を用いた場合と同等
の構成であることがわかる。従って図5(E)の効果も
図6の効果と同様になる。
Further, FIG. 6 is changed to FIGS. 5 (A), (B) to (E).
Comparing with the above, it can be seen that the configuration is equivalent to the case where the component (E) of FIG. 5 is used. Therefore, the effect of FIG.
The effect is similar to that of FIG.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】前記したように各従来
例では、入力電圧の変動によって過電流保護ポイントが
変化し、また、充放電のループが抵抗12を通るものと
別のループを通るものがあり、コンデンサ14の充放電
の作用に影響を与えるのでスイッチング電源装置の過電
流保護装置に干渉し、過電流保護の開始点の設定手段が
複雑になるなど好ましいものではなかった。
As described above, in each conventional example, the overcurrent protection point changes due to the fluctuation of the input voltage, and the charging / discharging loop passes through the resistor 12 and another loop. However, since it affects the action of charging and discharging the capacitor 14, it interferes with the overcurrent protection device of the switching power supply device and the means for setting the starting point of the overcurrent protection becomes complicated, which is not preferable.

【0026】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、過電流保護の安定したスイッチング電源装置を提供
することを目的とするものである。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks and provide a switching power supply device with stable overcurrent protection.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明のスイッチング電源装置は、トランスの1次巻
線にスイッチング素子を直列接続し、同トランスのバイ
アス巻線の出力をこのスイッチング素子の制御電極に帰
還させ、スイッチング素子の制御回路にスイッチング素
子のオン期間の最大値を規定し互いに直列接続された抵
抗とコンデンサとを有する時定数回路をバイアス巻線の
両端に設け、この時定数回路の出力によってスイッチン
グ素子を強制的にオフさせる制御素子とを設け、前記時
定数回路を構成する抵抗を互いに直列接続された複数の
抵抗で構成し、その中の1個の抵抗と並列に前記スイッ
チング素子のオン期間中に前記抵抗に発生する電圧を阻
害する極性のツェナーダイオードを接続して過電流保護
を行うように構成されている。
In order to solve the above-mentioned problems, a switching power supply device according to the present invention has a switching element connected in series to a primary winding of a transformer, and an output of a bias winding of the transformer is connected to the switching element. A time constant circuit having a resistor and a capacitor connected in series and defining the maximum value of the ON period of the switching element in the control circuit of the switching element is provided at both ends of the bias winding. A control element for forcibly turning off the switching element according to the output of the circuit is provided, and the resistor forming the time constant circuit is formed of a plurality of resistors connected in series, and one resistor among the resistors is connected in parallel with the resistor. Overcurrent protection by connecting a Zener diode with a polarity that blocks the voltage generated in the resistor during the ON period of the switching element
Is configured to do .

【0028】前記構成により、簡単な回路構成でありな
がら過電流保護ポイントの入力電圧変動を補正し、コン
デンサの充放電ループを単一化することができるので、
コンデンサの充放電特性を互いに独立に設定でき、過電
流保護の開始点を容易に設定できることになる。さら
に、スイッチング電源装置の入力電圧が低下した時は
イアス巻線に誘起される電圧も減少するが、ツェナーダ
イオードが導通しなくなっても抵抗による充放電ループ
が存在するので制御素子の動作は確保でき、スイッチン
グ電源装置の過電流保護動作が異常になることもない。
With the above-mentioned structure, the input voltage fluctuation at the overcurrent protection point can be corrected and the charge / discharge loop of the capacitor can be unified with a simple circuit structure.
The charge / discharge characteristics of the capacitor can be set independently of each other, and the starting point of overcurrent protection can be easily set. Furthermore, when the input voltage of the switching power supply unit drops , the voltage induced in the bias winding also decreases, but even if the Zener diode stops conducting, there is a charging / discharging loop due to the resistance, so the control element The operation can be secured, and the overcurrent protection operation of the switching power supply does not become abnormal.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、トランスの1次巻線にスイッチング素子を直列接続
し、同トランスのバイアス巻線の出力をこのスイッチン
グ素子の制御電極に帰還させ、スイッチング素子の制御
回路にスイッチング素子のオン期間の最大値を規定し互
いに直列接続された抵抗とコンデンサとを有する時定数
回路をバイアス巻線の両端に設け、この時定数回路の出
力によってスイッチング素子を強制的にオフさせる制御
素子とを設け、前記時定数回路を構成する抵抗を互いに
直列接続された複数の抵抗で構成し、その中の1個の抵
抗と並列に前記スイッチング素子のオン期間中に前記抵
抗に発生する電圧を阻害する極性のツェナーダイオード
を接続して過電流保護を行う構成で、簡単な構成であり
ながら過電流保護ポイントの入力電圧変動を補正し、コ
ンデンサの充放電ループを単一化することができるので
コンデンサの充放電特性を互いに独立に設定でき、過電
流保護の開始点を容易に設定できるものである。さら
に、スイッチング電源装置の入力電圧が低下していく時
にバイアス巻線に誘起される電圧も減少するが、ツェナ
ーダイオードが導通しなくなっても抵抗による充放電ル
ープが存在するので制御素子の動作は確保でき、スイッ
チング電源装置の過電流保護動作が異常になることもな
くなるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is such that a switching element is connected in series to a primary winding of a transformer, and an output of a bias winding of the transformer is fed back to a control electrode of the switching element. A time constant circuit having a resistor and a capacitor that define the maximum ON period of the switching element in the switching element control circuit and are connected in series is provided at both ends of the bias winding, and switching is performed by the output of this time constant circuit. A control element for forcibly turning off the element is provided, and a resistor forming the time constant circuit is configured by a plurality of resistors connected in series with each other, and an ON period of the switching element is parallel to one resistor among them. the resistance by connecting a polarity of the zener diode to inhibit a voltage generated in a configuration for performing the overcurrent protection, a simple configuration with overcurrent protection port in Correcting the input voltage variation of the cement, it is possible to unify the charging and discharging loop of the capacitor can be set independently of each other charge-discharge characteristics of the capacitor, in which the starting point of the overcurrent protection can be easily set. In addition, the voltage induced in the bias winding decreases as the input voltage of the switching power supply decreases, but even if the Zener diode stops conducting, there is a charge / discharge loop due to the resistance, so the operation of the control element is ensured. Therefore, the overcurrent protection operation of the switching power supply device does not become abnormal.

【0030】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
時定数回路を構成する複数の抵抗中の1個と並列に入力
電圧により導通制御される半導体素子を接続しているの
で、より精密に入力電圧に対する過電流保護の開始点の
変動を補正できるようにし、さらに、ツェナーダイオー
ドのような非直線性の強い素子を使用していないので、
入力電圧に対する過電流保護の開始点の変動をよりスム
ーズに補正できるものである。
According to the invention described in claim 2, a semiconductor element whose conduction is controlled by an input voltage is connected in parallel with one of a plurality of resistors forming the time constant circuit according to claim 1, It is possible to precisely correct the fluctuation of the starting point of overcurrent protection with respect to the input voltage, and since a non-linear element such as a Zener diode is not used,
The change in the starting point of the overcurrent protection with respect to the input voltage can be corrected more smoothly.

【0031】以下、本発明のスイッチング電源装置の実
施の形態について図1、図2、図3を用いて説明する。
An embodiment of the switching power supply device of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

【0032】(実施の形態1)本発明の実施の形態1に
ついて図1の回路図を用いて説明する。図1において1
0bは時定数回路、25はツェナーダイオード、26は
抵抗、27は抵抗であり、他は図4に示す従来例のもの
と同一であり、ここでは同一箇所に同一番号を付与して
説明は省略する。
(Embodiment 1) Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 1 in FIG.
0b is a time constant circuit, 25 is a Zener diode, 26 is a resistor, and 27 is a resistor. Others are the same as those of the conventional example shown in FIG. To do.

【0033】次に動作について説明する。図1において
コンデンサ14の充電を制御するインピーダンスRはツ
ェナーダイオード25、抵抗26、抵抗27で構成され
ており、その値Rは次の(2)式で表される。
Next, the operation will be described. In FIG. 1, the impedance R that controls the charging of the capacitor 14 is composed of a Zener diode 25, a resistor 26, and a resistor 27, and its value R is expressed by the following equation (2).

【0034】 R=R27×Vr/(Vr−Vz25)……(2) ここでR27は抵抗27の抵抗値、Vz25はツェナー
ダイオード25のツェナー電圧である。
R = R27 × Vr / (Vr−Vz25) (2) where R27 is the resistance value of the resistor 27 and Vz25 is the zener voltage of the zener diode 25.

【0035】(2)式と図1を検討すると、コンデンサ
14を充放電するループは抵抗27を通るもののみであ
り、抵抗26は独立して設定できることが判る。また、
(2)式も(1)式と同様にインピーダンスRが電圧V
rによって変化する(Vrが大きくなるにしたがってイ
ンピーダンスRはその値が小さくなる)非線形インピー
ダンスとなることが判る。したがって、スイッチング素
子6は入力電圧Viが上昇すると早くオフ状態に変わ
り、過電流保護ポイントの入力電圧変動を補正できる。
Examining equation (2) and FIG. 1, it can be seen that the loop for charging and discharging the capacitor 14 is only through the resistor 27, and the resistor 26 can be set independently. Also,
In the equation (2), the impedance R is the voltage V as in the equation (1).
It can be seen that the impedance becomes a nonlinear impedance that changes with r (the impedance R decreases in value as Vr increases). Therefore, the switching element 6 is quickly turned off when the input voltage Vi rises, and the input voltage fluctuation at the overcurrent protection point can be corrected.

【0036】また、入力電圧Viが低下し、電圧Vrが
ツェナー電圧Vz25以下まで低下するとツェナーダイ
オード25は不導通になるが、ツェナーダイオード25
には並列に抵抗26が接続されているので、この時のコ
ンデンサ14への充電ループは抵抗26と抵抗27の直
列回路を通るものとなる。
When the input voltage Vi drops and the voltage Vr drops below the Zener voltage Vz25, the Zener diode 25 becomes non-conductive, but the Zener diode 25
Since the resistor 26 is connected in parallel with, the charging loop for the capacitor 14 at this time passes through the series circuit of the resistor 26 and the resistor 27.

【0037】したがって、コンデンサ14への充放電ル
ープは入力電圧Viの変化によらず常に存在するので制
御素子20の動作は常に確保され、スイッチング電源装
置の過電流保護動作が異常になることもなくなる。抵抗
26は以上の説明から判るようにツェナーダイオード2
5が不導通になって初めてその効果を発揮するのでツェ
ナーダイオード25が導通しているときには過電流保護
動作にはなんら影響を与えず、抵抗27、ツェナーダイ
オード25とは独立にその定数を定めることが可能とな
り、過電流保護ポイントの設定手段が簡略化できる。
Therefore, since the charging / discharging loop for the capacitor 14 always exists regardless of the change of the input voltage Vi, the operation of the control element 20 is always ensured, and the overcurrent protection operation of the switching power supply device does not become abnormal. . As can be seen from the above description, the resistor 26 is the Zener diode 2
5 exerts its effect only when the Zener diode 25 is in the non-conducting state, so that when the Zener diode 25 is in the conducting state, it has no influence on the overcurrent protection operation, and the constant is determined independently of the resistor 27 and the Zener diode 25. This makes it possible to simplify the means for setting the overcurrent protection point.

【0038】以上、過電流保護動作について説明した
が、通常の安定化動作のためにはフォトカプラ28をコ
ンデンサ14の充電電流を制御できるように追加すれば
良いのは言うまでもない。
Although the overcurrent protection operation has been described above, it goes without saying that a photocoupler 28 may be added so as to control the charging current of the capacitor 14 for normal stabilizing operation.

【0039】(実施の形態2)本発明の実施の形態2に
ついて、図2(A)の回路図、図2(B),(C)のイ
ンピーダンス構成例を用いて説明する。また、図3はそ
の他の実施の形態の回路図である。
(Embodiment 2) Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 2A and the impedance configuration examples of FIGS. 2B and 2C. Further, FIG. 3 is a circuit diagram of another embodiment.

【0040】次に構成並びにその動作について説明す
る。10cは時定数回路、29は入力電圧Viを検出す
る電圧検出回路Qで次のように構成されている。3はダ
イオード、30は抵抗、31は抵抗、32aは光ダイオ
ード、32bは光トランジスタであり、32a,32b
でフォトカプラを構成し、34はトランジスタである。
Next, the configuration and the operation thereof will be described. Reference numeral 10c is a time constant circuit, 29 is a voltage detection circuit Q for detecting the input voltage Vi, and is configured as follows. 3 is a diode, 30 is a resistor, 31 is a resistor, 32a is a photo diode, 32b is a phototransistor, and 32a and 32b.
A photocoupler is constituted by, and 34 is a transistor.

【0041】電圧検出回路Qを図2(B)で構成した場
合には抵抗30に入力電圧Viから電流が流れ、光ダイ
オード32aが点灯すると、光トランジスタ32bはそ
の光度に応じて(ハ)〜(ニ)間の抵抗が減少する。し
たがって、入力電圧Viが上昇すれば電圧Vrの増加と
合わせて(ハ)〜(ニ)間の抵抗も減少するのでより一
層コンデンサ14は短時間で充電され、スイッチング素
子6のオン期間は短くなる。また、入力電圧Viを直接
検出しているので、より精密に入力電圧に対する過電流
保護の開始点の変動を補正できる。
When the voltage detection circuit Q is configured as shown in FIG. 2B, when a current flows from the input voltage Vi to the resistor 30 and the photodiode 32a is turned on, the phototransistor 32b has (c) to (c) depending on its luminous intensity. The resistance between (d) decreases. Therefore, when the input voltage Vi rises, the resistance between (c) to (d) also decreases together with the increase of the voltage Vr, so that the capacitor 14 is charged in a shorter time and the ON period of the switching element 6 becomes shorter. . Further, since the input voltage Vi is directly detected, it is possible to more accurately correct the variation in the starting point of the overcurrent protection with respect to the input voltage.

【0042】さらにツェナーダイオードのような非直線
性の強い素子を使用していないので、入力電圧に対する
過電流保護の開始点の変動補正もスムーズにできる。ま
た、電圧検出回路Qを(C)で構成した場合もトランジ
スタ34の(ハ)〜(ニ)間の抵抗が入力電圧Viの上
昇に応じて減少するのでスイッチング素子6のオン期間
を制御できる。ダイオード3はトランジスタ34のエミ
ッタ側に挿入しても良いし、トランジスタ34の耐圧に
支障がなければ省略しても良い。
Furthermore, since a highly nonlinear element such as a Zener diode is not used, it is possible to smoothly correct fluctuations in the starting point of overcurrent protection with respect to the input voltage. Even when the voltage detection circuit Q is composed of (C), the resistance between (c) and (d) of the transistor 34 decreases in accordance with the increase of the input voltage Vi, so that the ON period of the switching element 6 can be controlled. The diode 3 may be inserted on the emitter side of the transistor 34, or may be omitted if the breakdown voltage of the transistor 34 is not hindered.

【0043】また、図2においては入力電圧Viを直接
検出していたがスイッチング素子6のオン期間中にバイ
アス巻線2cに発生する電圧Vbが入力電圧Viに相似
であることを利用して図3のように構成してもその動作
は変わらない。
Although the input voltage Vi is directly detected in FIG. 2, the voltage Vb generated in the bias winding 2c during the ON period of the switching element 6 is similar to the input voltage Vi. Even if it is configured as shown in FIG. 3, its operation does not change.

【0044】図3の実施の形態においては入力電圧Vi
を直接検出していないので精密の点では図2の実施の形
態に比較して精度が劣るものの図1と同等の精度は確保
でき、入力電圧Viを使用していないのでより簡易かつ
安全に実施でき、なおかつ、ツェナーダイオードのよう
な非直線性の強い素子を使用していないので、入力電圧
に対する過電流保護の開始点の変動補正もスムーズにで
きるものである。
In the embodiment of FIG. 3, the input voltage Vi is
Since it is not directly detected, the precision is inferior to that of the embodiment of FIG. 2, but the same precision as that of FIG. 1 can be secured, and since the input voltage Vi is not used, the operation is simpler and safer. Moreover, since a highly nonlinear element such as a Zener diode is not used, the fluctuation correction of the starting point of the overcurrent protection with respect to the input voltage can be smoothly performed.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な回
路構成でありながら過電流保護ポイントの入力電圧変動
を補正し、コンデンサの充放電ループを単一化すること
ができるのでコンデンサの充放電特性を互いに独立に設
定でき、過電流保護の開始点を容易に設定できるもので
ある。さらに、スイッチング電源装置の入力電圧が低下
していく時にバイアス巻線に誘起される電圧も減少する
が、ツェナーダイオードが導通しなくなっても抵抗によ
る充放電ループが存在するので制御素子の動作は確保で
き、スイッチング電源装置の過電流保護動作が異常にな
ることもなくなるものである。あるいは、時定数回路を
構成する複数の抵抗中の1個と並列にスイッチング電源
装置の入力電圧により導通制御される半導体素子を接続
しているので、より精密に入力電圧に対する過電流保護
の開始点の変動を補正できるようにし、さらにツェナー
ダイオードのような非直線性の強い素子を使用していな
いので、入力電圧に対する過電流保護の開始点の変動を
よりスムーズに補正できるものである。
As described above , according to the present invention, it is possible to correct the input voltage fluctuation at the overcurrent protection point and to unify the charging / discharging loop of the capacitor with a simple circuit configuration. The charge / discharge characteristics can be set independently of each other, and the starting point of overcurrent protection can be easily set. In addition, the voltage induced in the bias winding decreases as the input voltage of the switching power supply decreases, but even if the Zener diode stops conducting, there is a charge / discharge loop due to the resistance, so the operation of the control element is ensured. Therefore, the overcurrent protection operation of the switching power supply device does not become abnormal. Alternatively, since the semiconductor element whose conduction is controlled by the input voltage of the switching power supply device is connected in parallel with one of the resistors forming the time constant circuit, the starting point of the overcurrent protection against the input voltage can be more accurately set. It is possible to correct the fluctuations of the input current, and since a non-linear element such as a Zener diode is not used, the fluctuation of the starting point of the overcurrent protection with respect to the input voltage can be corrected more smoothly.

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

【図1】本発明のスイッチング電源装置の一実施の形態
における回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a switching power supply device of the present invention.

【図2】(A)本発明のスイッチング電源装置の他の実
施の形態における回路図 (B),(C)同回路に用いるインピーダンス構成例を
示す回路図
FIG. 2A is a circuit diagram of another embodiment of the switching power supply device of the present invention, and FIGS. 2B and 2C are circuit diagrams showing an impedance configuration example used in the circuit.

【図3】同他の実施の形態における回路図FIG. 3 is a circuit diagram according to another embodiment.

【図4】従来のスイッチング電源装置の回路図FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional switching power supply device.

【図5】(A)同他の従来のスイッチング電源装置の回
路図 (B)〜(E)同回路に用いるインピーダンス構成例の
回路図
FIG. 5A is a circuit diagram of another conventional switching power supply device, and FIGS. 5B to 5E are circuit diagrams of impedance configuration examples used in the circuit.

【図6】同他の従来のスイッチング電源装置の回路図FIG. 6 is a circuit diagram of another conventional switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 トランス 2a 1次巻線 2b 2次巻線 2c バイアス巻線 4 ダイオード 6 スイッチング素子 8 抵抗 10b 時定数回路 10c 時定数回路 14 コンデンサ 16 コンデンサ 18 抵抗 20 制御素子 25 ツェナーダイオード 26 抵抗 27 抵抗 29 電圧検出回路 30 抵抗 31 抵抗 32a 光ダイオード 32b 光トランジスタ 34 トランジスタ 2 transformers 2a Primary winding 2b Secondary winding 2c bias winding 4 diode 6 switching elements 8 resistance 10b time constant circuit 10c time constant circuit 14 Capacitor 16 capacitors 18 Resistance 20 Control element 25 Zener diode 26 Resistance 27 Resistance 29 Voltage detection circuit 30 resistance 31 resistance 32a photo diode 32b phototransistor 34 transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/338 H02M 3/28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/338 H02M 3/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 トランスの1次巻線にスイッチング素子
を直列に接続し、同トランスのバイアス巻線の出力をこ
のスイッチング素子の制御電極に帰還させ、スイッチン
グ素子の制御回路にスイッチング素子のオン期間の最大
値を規定し互いに直列接続された抵抗とコンデンサとを
有する時定数回路をバイアス巻線の両端に設け、この時
定数回路の出力によってスイッチング素子を強制的にオ
フさせる制御素子とを設け、前記時定数回路を構成する
抵抗を互いに直列に接続された複数の抵抗で構成し、そ
の中の1個の抵抗と並列に前記スイッチング素子のオン
期間中に前記抵抗に発生する電圧を阻害する極性のツェ
ナーダイオードを接続して過電流保護を行うスイッチン
グ電源装置。
1. A switching element is connected in series to a primary winding of a transformer, an output of a bias winding of the transformer is fed back to a control electrode of the switching element, and a switching element control circuit has an ON period of the switching element. A time constant circuit having a resistor and a capacitor that define the maximum value of is connected in series to each other is provided at both ends of the bias winding, and a control element that forcibly turns off the switching element by the output of the time constant circuit is provided. A polarity that configures the resistor forming the time constant circuit with a plurality of resistors connected in series with each other, and inhibits the voltage generated in the resistor in parallel with one resistor in the ON period of the switching element. Switching power supply device that connects the Zener diode of the above to provide overcurrent protection .
【請求項2】 時定数回路を構成する複数の抵抗中の1
個と並列に入力電圧により導通制御される半導体素子を
接続した請求項1に記載のスイッチング電源装置。
2. One of a plurality of resistors forming a time constant circuit
The switching power supply device according to claim 1, wherein a semiconductor element whose conduction is controlled by an input voltage is connected in parallel with the number.
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