Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH07101989B2 - Switching power supply - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH07101989B2 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

Info

Publication number
JPH07101989B2
JPH07101989B2 JP60138483A JP13848385A JPH07101989B2 JP H07101989 B2 JPH07101989 B2 JP H07101989B2 JP 60138483 A JP60138483 A JP 60138483A JP 13848385 A JP13848385 A JP 13848385A JP H07101989 B2 JPH07101989 B2 JP H07101989B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
switching element
voltage
winding
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP60138483A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61295871A (en
Inventor
芳文 石崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP60138483A priority Critical patent/JPH07101989B2/en
Publication of JPS61295871A publication Critical patent/JPS61295871A/en
Publication of JPH07101989B2 publication Critical patent/JPH07101989B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、スイッチング電源に関し、電力変換用変圧器
に主巻線とは別に設けられた巻線に生じる電圧を利用す
ることにより、自励式スイッチング電源が得られるよう
にしたものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a switching power supply, which uses a voltage generated in a winding provided separately from a main winding in a power conversion transformer, so as to be self-excited. A switching power supply is provided.

<従来の技術> スイッチング電源は、電力変換用変圧器の使い方によっ
て、フライバック.コンバータ型のもと、フォワード.
コンバータ型のものとに大別できる。またメインのスイ
ッチング素子にスイッチング動作をさせるための発振器
の構成方法によって、自励式と他励式とに分けることが
でき、自励式のものは、他励式のものに比べて、部品点
数が少なく、小形、低価格になる。このうち、自励式フ
ライバック.コンバータ型のものは、リンギング.チョ
ーク.コンバータとして一般的なものであり、低価格、
小出力のスイッチング電源として広く使用されている。
<Prior art> Switching power supplies are flyback. Under the converter type, forward.
It can be roughly divided into converter type. It can be divided into a self-excited type and a separately excited type, depending on the configuration method of the oscillator for causing the main switching element to perform a switching operation.The self-excited type has a smaller number of parts and a smaller size than the separately excited type. , Low price. Of these, the self-excited flyback. The converter type has ringing. Chalk. It is a popular converter, and it has a low price,
Widely used as a small output switching power supply.

一方、フォワード.コンバータ型スイッチング電源にお
いて、自励式の回路構成を取る従来例としては、ロイヤ
ーのプシュ.プル.インバータ型のものがある。
On the other hand, forward. In the converter type switching power supply, as a conventional example having a self-excited circuit configuration, Royer Push. pull. There is an inverter type.

<発明が解決しようとする課題> 上述した各種のスイッチング電源のうち、他励方式をと
るスイッチング電源としては、一石式フォワードコンバ
ータや、直流重畳型フライバックコンバータ等が知られ
ているが、何れも、メインのスイッチング素子を、別に
設けられた発振器によって駆動するため、多くの回路部
品を必要とし、小形で低コストのものを実現することが
困難であった。また、自励式のもののうち、リンギン
グ.チョーク.コンバータ方式のスイッチング電源は、
スイッチング素子の利用効率が低く、小電力用にしか使
用できず、ロイヤーのプッシュ.プル.インバータ型ス
イッチング電源は、片側でのデューティが50%に固定さ
れているため、一次側での電圧制御が不可能であるとい
う問題点を有していた。
<Problems to be Solved by the Invention> Among the various switching power supplies described above, as a switching power supply that adopts the separately excited method, a one-stone forward converter, a DC superposition type flyback converter, and the like are known. Since the main switching element is driven by a separately provided oscillator, many circuit components are required, and it is difficult to realize a small-sized and low-cost one. Of the self-excited ones, ringing. Chalk. The converter type switching power supply is
The switching element has low utilization efficiency and can be used only for small electric power. pull. The inverter type switching power supply has a problem that the voltage control on the primary side is impossible because the duty on one side is fixed at 50%.

本発明の課題は、回路構成が簡単で小形、かつ、安価な
自励式コンバータであって、入力変動に対して安定した
出力が得られ、負荷電動に伴う出力変動をも抑えるのに
好適なスイッチング電源を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a self-exciting converter that has a simple circuit configuration, is small in size, and is inexpensive, and provides a stable output with respect to input fluctuations, and is suitable for suppressing output fluctuations due to load electric drive. To provide power.

<課題を解決するための手段> 上述した課題を解決するため、本発明は、変圧器と、こ
の変圧器の第1の巻線を通して与えられる直流入力電圧
をオン、オフするスイッチング素子と、前記変圧器の第
2の巻線に取出されたスイッチング出力を、整流し平滑
する平滑回路とを備えるスイッチング電源であって、前
記スイッチング素子のオン期間にその制御電極を正方向
にバイアスする第3の巻線と、前記スイッチング素子の
入力側を短絡して該スイッチング素子をオフさせる第1
の駆動回路と、前記スイッチング素子をオンさせる第2
の駆動回路とを備え、前記変圧器の前記第1の巻線及び
第3の巻線を通して前記スイッチング素子の制御電極側
に正帰還作用が加わり、それによって前記スイッチング
素子がオンになった後、前記第1の駆動回路により前記
スイッチング素子の前記制御電極側が短絡されオフ駆動
されるステップと、前記第1の駆動回路により前記スイ
ッチング素子がオフになった後、所定のオフ時間をとっ
て、前記第2の駆動回路により前記スイッチング素子が
オン駆動されるステップとを繰返すことにより、前記ス
イッチング素子が自励的にオン、オフ動作を継続し、前
記直流入力電圧がオン、オフされることを特徴とする。
<Means for Solving the Problems> In order to solve the problems described above, the present invention provides a transformer, a switching element for turning on and off a DC input voltage applied through a first winding of the transformer, and A switching power supply comprising a smoothing circuit for rectifying and smoothing a switching output extracted to a second winding of a transformer, the third power supply biasing a control electrode of the switching element in a positive direction during an ON period of the switching element. A first circuit for shorting the winding and the input side of the switching element to turn off the switching element
And a second driving circuit for turning on the switching element
And a positive feedback action is applied to the control electrode side of the switching element through the first winding and the third winding of the transformer, whereby the switching element is turned on, A step in which the control electrode side of the switching element is short-circuited and driven off by the first drive circuit; and a predetermined off time is taken after the switching element is turned off by the first drive circuit, By repeating the step of ON-driving the switching element by the second drive circuit, the switching element continues the ON / OFF operation by self-excitation, and the DC input voltage is turned ON / OFF. And

<作用> 上記構成の本発明に係るスイッチング電源において、直
流入力電圧が投入され、スイッチング素子が起動する
と、変圧器の第1の巻線及び第3の巻線を通して、スイ
ッチング素子の入力側に正帰還作用が加わり、スイッチ
ング素子が急速にオンとなる。このようにして、スイッ
チング素子がオンになると、第1の駆動回路によりスイ
ッチング素子の入力側が短絡されオフ駆動される。
<Operation> In the switching power supply according to the present invention having the above configuration, when a DC input voltage is applied and the switching element is activated, a positive voltage is applied to the input side of the switching element through the first winding and the third winding of the transformer. The feedback action is added, and the switching element is turned on rapidly. In this way, when the switching element is turned on, the input side of the switching element is short-circuited and is turned off by the first drive circuit.

一方、第2の駆動回路では、第1の駆動回路によりスイ
ッチング素子がオフになった後、所定のオフ時間をとっ
て、スイッチング素子をオンさせる。
On the other hand, in the second drive circuit, after the switching element is turned off by the first drive circuit, the switching element is turned on for a predetermined off time.

以上の動作を繰返すことにより、スイッチング素子2が
自励的にオン、オフ動作を継続するようになり、直流入
力電圧がオン、オフされる。
By repeating the above operation, the switching element 2 continues to turn on and off by self-excitation, and the DC input voltage is turned on and off.

この場合、第2の駆動回路により、入力電圧とオン.デ
ューティとの積が一定となるような発振動作をさせるこ
とが可能である。例えば入力電圧が2倍になった場合に
は、オン.デューティが1/2になるように制御すること
により、入力変動に対して安定した出力が得られのであ
る。
In this case, the second drive circuit turns on the input voltage and turns on. It is possible to perform an oscillating operation such that the product of the duty is constant. For example, when the input voltage doubles, it turns on. By controlling the duty to be 1/2, a stable output can be obtained against input fluctuations.

<実施例> 第1図は本発明に係るスイッチング電源の電気回路図で
ある。図において、1は電力変換用変圧器、101はこの
変圧器1に備えられた第1の巻線、102は同じく第2の
巻線、103は同じく第3の巻線である。
<Example> FIG. 1 is an electric circuit diagram of a switching power supply according to the present invention. In the figure, 1 is a power conversion transformer, 101 is a first winding provided in the transformer 1, 102 is a second winding, and 103 is a third winding.

2はメインのスイッチング素子である。この実施例では
電界効果トランジスタによって構成されており、ドレイ
ンDを第1の巻線101を介して直流電源(+Vin)に接続
すると共に、ソースSをカレントトランス4の巻線41を
介して直流電源(−Vin)に接続してある。
2 is a main switching element. In this embodiment, it is composed of a field effect transistor, the drain D is connected to the DC power source (+ Vin) via the first winding 101, and the source S is connected to the DC power source via the winding 41 of the current transformer 4. It is connected to (-Vin).

5は第2の巻線102に接続された出力回路である。出力
回路5は磁気増幅器を構成する可飽和リアクトル51の一
端を第2の巻線102の一端に接続すると共に、可飽和リ
アクトル51の後段に、整流回路52及びチョーク.インプ
ット型平滑回路53を接続し、平滑回路53から直流出力Vo
を得るようになっている。54は制御回路であり、直流出
力電圧Voを検出し、その検出信号に基づき、直流出力電
圧Voが一定となるように、可飽和リアクトル51を制御す
る。可飽和リアクトル51及び制御回路54による出力安定
化作用については後で述べる。
Reference numeral 5 is an output circuit connected to the second winding 102. The output circuit 5 connects one end of a saturable reactor 51, which constitutes a magnetic amplifier, to one end of the second winding 102, and at the subsequent stage of the saturable reactor 51, a rectifier circuit 52 and a choke. Connect the input type smoothing circuit 53 and output DC from the smoothing circuit 53
To get. A control circuit 54 detects the DC output voltage Vo and controls the saturable reactor 51 based on the detection signal so that the DC output voltage Vo becomes constant. The output stabilizing action of the saturable reactor 51 and the control circuit 54 will be described later.

前記整流回路52にはフォワード方向の整流ダイオード52
aとフライホイール方向の転流ダイオード52bよりなり、
平滑回路53はチョークコイル53aとコンデンサ53bとで構
成されている。
The rectifier circuit 52 includes a forward rectifier diode 52.
a and a commutation diode 52b in the flywheel direction,
The smoothing circuit 53 is composed of a choke coil 53a and a capacitor 53b.

6はスイッチング素子2の入力側を短絡してオフさせる
第1駆動回路である。この実施例では、第1の駆動回路
6は、変圧器1に設けられた第3の巻線103に生じる電
圧値に略反比例するオン時間幅を持つようにスイッチン
グ素子2をオフさせるようになっている。第3の巻線10
3の両端に、抵抗61a及びコンデンサ61bよりなる時定数
充電回路61を接続すると共に、この時定数充電回路61を
構成するコンデンサ61bの両端を、トランジスタ62のベ
ース.エミッタ間に接続し、トランジスタ62のコレクタ
及びエミッタを、ダイオード63を介して、スイッチング
素子2の入力端間に接続してある。従って、コンデンサ
61bの充電電圧Vclが所定値になり、トランジスタ62がオ
ンになると、スイッチング素子2の入力側がトランジス
タ62によって短絡され、スイッチング素子2がオフにな
る。64はコンデンサ、65は抵抗、66はダオードである。
Reference numeral 6 is a first drive circuit that short-circuits the input side of the switching element 2 to turn it off. In this embodiment, the first drive circuit 6 turns off the switching element 2 so that the first drive circuit 6 has an on-time width that is substantially inversely proportional to the voltage value generated in the third winding 103 provided in the transformer 1. ing. Third winding 10
A time constant charging circuit 61 including a resistor 61a and a capacitor 61b is connected to both ends of the capacitor 3, and both ends of the capacitor 61b forming the time constant charging circuit 61 are connected to the base of the transistor 62. It is connected between the emitters, and the collector and the emitter of the transistor 62 are connected between the input ends of the switching element 2 via the diode 63. Therefore, the capacitor
When the charging voltage Vcl of 61b reaches a predetermined value and the transistor 62 is turned on, the input side of the switching element 2 is short-circuited by the transistor 62 and the switching element 2 is turned off. 64 is a capacitor, 65 is a resistor, and 66 is a diode.

7はスイッチング素子2をオンさせる第2の駆動回路で
ある。この実施例では、第2の駆動回路7は、第3の巻
線103に生じる電圧を整流平滑化して入力電圧とオン.
デューティとに比例した電圧を作り、この電圧を基準電
圧と比較してその比較出力により前記スイッチング素子
をオさせるようになっている。第3の巻線103の一端
に、スイッチング素子2のオン時に第3の巻線103に生
じる電圧を整流する第1の整流回路71及び第2の整流回
路72を接続してある。第1の整流回路71の後段にはその
整流出力を平滑化する回路73を設けてある。回路73は抵
抗73a、コンデンサ73b及び抵抗73cで構成されている。
また、第2の整流回路72の後段には整流出力を平滑化す
るコンデンサ74、75及び平滑化された直流電圧から基準
電圧を作るツェナーダイオードでなる基準電圧源回路76
が接続されている。77、78は電圧降下用の抵抗である。
Reference numeral 7 is a second drive circuit for turning on the switching element 2. In this embodiment, the second drive circuit 7 rectifies and smoothes the voltage generated in the third winding 103 and turns it on with the input voltage.
A voltage proportional to the duty is created, this voltage is compared with a reference voltage, and the switching element is turned on by the comparison output. A first rectifier circuit 71 and a second rectifier circuit 72 that rectify the voltage generated in the third winding 103 when the switching element 2 is turned on are connected to one end of the third winding 103. A circuit 73 for smoothing the rectified output is provided at the subsequent stage of the first rectifier circuit 71. The circuit 73 is composed of a resistor 73a, a capacitor 73b and a resistor 73c.
Further, in the subsequent stage of the second rectifier circuit 72, capacitors 74 and 75 for smoothing the rectified output, and a reference voltage source circuit 76 composed of a Zener diode for producing a reference voltage from the smoothed DC voltage.
Are connected. 77 and 78 are resistors for voltage drop.

そして、回路73の直流出力電圧Vc2及び基準電圧源回路7
6の基準電圧Vz1を比較回路79に入力し、その比較出力に
よりスイッチング素子2をオンさせるようになってい
る。この実施例では、比較回路79はトランジスタで構成
し、そのベースに回路73の直流出力電圧Vc2を与えると
共に、エミッタに基準電圧源回路76からの基準電圧Vz1
を与えて比較動作をさせ、その比較出力を、ダイオード
8を通してスイッチング素子2のゲートGに入力するよ
うになっている。
Then, the DC output voltage Vc2 of the circuit 73 and the reference voltage source circuit 7
The reference voltage Vz1 of 6 is input to the comparison circuit 79, and the switching element 2 is turned on by the comparison output. In this embodiment, the comparison circuit 79 is composed of a transistor, the base of which is provided with the DC output voltage Vc2 of the circuit 73, and the emitter of which is provided with the reference voltage Vz1 from the reference voltage source circuit 76.
To perform a comparison operation, and the comparison output is input to the gate G of the switching element 2 through the diode 8.

なお、第3の巻線103とは別の第4の巻線を設け、この
第4の巻線に第2の駆動回路7を接続してもよい。
Note that a fourth winding different from the third winding 103 may be provided and the second drive circuit 7 may be connected to this fourth winding.

9は過電流保護回路である。過電流保護回路9は、第2
の駆動回路7を構成する基準電圧源回路76の両端にトラ
ンジスタ91のエミッタ.コレクタを接続すると共に、ト
ランジスタ91のベースに対し、トランジスタ92のコレク
タを、ダイオード93を介して接続し、トランジスタ92の
ベース.エミッタを、ツェナーダイオード94及びダイオ
ード95を介して、カレントトランス4の巻線42の両端に
接続してある。また、トランジスタ92のコレクタ.エミ
ッタは、ダイオード96を介して、スイッチング素子2の
ゲート入力端に接続してある。10はスイッチング素子2
を起動させるための起動用抵抗、97〜99は抵抗である。
Reference numeral 9 is an overcurrent protection circuit. The overcurrent protection circuit 9 has a second
The emitter of the transistor 91 is connected to both ends of the reference voltage source circuit 76 which constitutes the drive circuit 7 of FIG. The collector of the transistor 92 is connected to the base of the transistor 91, and the collector of the transistor 92 is connected via the diode 93 to the base of the transistor 92. The emitter is connected to both ends of the winding 42 of the current transformer 4 via the Zener diode 94 and the diode 95. Also, the collector of the transistor 92. The emitter is connected to the gate input terminal of the switching element 2 via the diode 96. 10 is a switching element 2
Is a starting resistance for activating, and 97 to 99 are resistances.

次に上記実施例の動作について説明する。直流入力電圧
(+Vin、−Vin)が投入されると、起動用抵抗10を通し
てスイッチング素子2のゲートGの電位が上昇し、スイ
ッチング素子2がオンになり、変圧器1の第1の巻線10
1に電流が流れ、第1の巻線101に電圧が誘起し、第3の
巻線103に第1の巻線101との間の巻数比に依存した電圧
が発生する。第3の巻線103に誘起した電圧は、コンデ
ンサ64及び抵抗65を通してスイッチング素子2のゲート
Gに加わえられ、ゲート電位を上げる正帰還作用が加わ
り、スイッチング素子2が急速にオンとなる。
Next, the operation of the above embodiment will be described. When a DC input voltage (+ Vin, −Vin) is applied, the potential of the gate G of the switching element 2 rises through the starting resistor 10, the switching element 2 is turned on, and the first winding 10 of the transformer 1 is turned on.
A current flows through the first winding 101, a voltage is induced in the first winding 101, and a voltage depending on the turn ratio with the first winding 101 is generated in the third winding 103. The voltage induced in the third winding 103 is applied to the gate G of the switching element 2 through the capacitor 64 and the resistor 65, and the positive feedback action of increasing the gate potential is applied, so that the switching element 2 is rapidly turned on.

上述のようにして、スイッチング素子2がオンになる
と、第3の巻線103に発生したオン時電圧により、第1
の駆動回路6では、時定数充電回路61のコンデンサ61b
が抵抗61aを通して充電され、その充電端子電圧Vc1が時
間と共に上昇して行く。そして、充電端子電圧Vc1がト
ランジスタ62のベース.エミッタ間オン電圧Vbeまで上
昇すると、トランジスタ62がオンし、スイッチング素子
2のゲート.ソース間がトランジスタ62によって短絡さ
れ、スイッチング素子2がオフとなる。ここで、コンデ
ンサ61bの充電端子電圧Vc1は、直流入力電圧(+Vin、
−Vin)が高くなると、それにつれてオン電圧Vbeに到達
する時間が早くなり、スイッチング素子2がオフとなる
タイミングが早まり、オン時間幅が短くなる。反対に、
直流入力電圧(+Vin、−Vin)が低くなれば、スイッチ
ング素子2がオフとなるタイミングが遅くなり、オン時
間幅が長くなる。つまり、第1の駆動回路6は、第3の
巻線103を介して与えられる直流入力電圧(+Vin、−Vi
n)に略反比例するオン時間幅を持つように、スイッチ
ング素子2をオフ駆動するのである。
When the switching element 2 is turned on as described above, the first turn-on voltage generated in the third winding 103 causes the first turn-on voltage.
In the drive circuit 6 of, the capacitor 61b of the time constant charging circuit 61
Is charged through the resistor 61a, and its charging terminal voltage Vc1 rises with time. The charging terminal voltage Vc1 is the base of the transistor 62. When the emitter-to-emitter ON voltage Vbe rises, the transistor 62 turns ON, and the gate. The sources are short-circuited by the transistor 62, and the switching element 2 is turned off. Here, the charging terminal voltage Vc1 of the capacitor 61b is the DC input voltage (+ Vin,
As −Vin) becomes higher, the time to reach the on-voltage Vbe becomes faster, the timing at which the switching element 2 is turned off becomes earlier, and the on-time width becomes shorter. Conversely,
If the DC input voltage (+ Vin, -Vin) becomes low, the timing at which the switching element 2 is turned off is delayed, and the on time width becomes long. In other words, the first drive circuit 6 uses the DC input voltage (+ Vin, −Vi) applied via the third winding 103.
The switching element 2 is driven off so as to have an on-time width that is substantially inversely proportional to n).

一方、スイッチング素子2のオン時に、第2の駆動回路
7では、第3の巻線103に誘起した電圧は第2の整流回
路72によって整流されると共に、抵抗77、78によって降
圧され、更にコンデンサ75によって直流に変換され、基
準電圧源回路76によって第2図に示すような一定の基準
電圧Vz1が得られている。基準電圧源回路76の一端はト
ランジスタ79のエミッタに接続されているので、トラン
ジスタ79のエミッタは略一定の基準電圧Vz1に保たれて
いる。
On the other hand, when the switching element 2 is turned on, in the second drive circuit 7, the voltage induced in the third winding 103 is rectified by the second rectifier circuit 72, stepped down by the resistors 77, 78, and further capacitored. It is converted into direct current by 75, and a constant reference voltage Vz1 as shown in FIG. 2 is obtained by the reference voltage source circuit 76. Since one end of the reference voltage source circuit 76 is connected to the emitter of the transistor 79, the emitter of the transistor 79 is kept at the substantially constant reference voltage Vz1.

これと同時に、第3の巻線103に誘起した電圧は第1の
整流回路71を通して整流され、整流出力が回路73によっ
て直流電圧に変換され、第2図に示すように一定の傾斜
で上昇する直流電圧信号が得られる。この場合、直流電
圧信号となるコンデンサ73bの端子電圧Vc2は入力電圧と
オン.デューティにほぼ比例した値となる。
At the same time, the voltage induced in the third winding 103 is rectified through the first rectifier circuit 71, the rectified output is converted into a DC voltage by the circuit 73, and rises at a constant slope as shown in FIG. A DC voltage signal is obtained. In this case, the terminal voltage Vc2 of the capacitor 73b, which becomes a DC voltage signal, turns on with the input voltage. The value is almost proportional to the duty.

次に、第1の駆動回路6の動作により、スイッチング素
子2がオフになると、回路73を構成するコンデンサ73b
に蓄積された電荷が抵抗73cを通して放電され、端子電
圧Vc2が第2図に示すように低下して行く。そして、端
子電圧Vc2が基準電圧Vz1より低い値になろうとすると、
比較回路79を構成するトランジスタがオンになり、ダイ
オード8を通してスイッチング素子2のゲートGに電圧
が印加されるので、スイッチング素子2がオンになる。
Next, when the switching element 2 is turned off by the operation of the first drive circuit 6, the capacitor 73b forming the circuit 73 is formed.
The electric charge accumulated in the capacitor is discharged through the resistor 73c, and the terminal voltage Vc2 decreases as shown in FIG. Then, when the terminal voltage Vc2 tries to become a value lower than the reference voltage Vz1,
Since the transistor forming the comparison circuit 79 is turned on and a voltage is applied to the gate G of the switching element 2 through the diode 8, the switching element 2 is turned on.

以上の動作を繰返すことにより、スイッチング素子2が
オン、オフ動作を継続し、直流入力電圧(+Vin、−Vi
n)がオン、オフされる。この場合、第1の駆動回路6
により、電圧時間積が一定になるようにスイッチング素
子2がオフ制御され、また、第2の駆動回路7により、
入力電圧とオン.デューティとの積が一定となるよう
に、スイッチング素子2はオン制御される。例えば入力
電圧が2倍になった場合には、オン.デューティが1/2
になるように制御されるので、入力変動に対して安定し
た出力が得られる。
By repeating the above operation, the switching element 2 continues the ON / OFF operation, and the DC input voltage (+ Vin, −Vi
n) is turned on and off. In this case, the first drive circuit 6
Causes the switching element 2 to be turned off so that the voltage-time product becomes constant, and the second drive circuit 7 causes
Input voltage and on. The switching element 2 is ON-controlled so that the product of the duty is constant. For example, when the input voltage doubles, it turns on. 1/2 duty
Since it is controlled so that a stable output can be obtained against an input fluctuation.

ここで、可飽和リアクトル51よりなる磁気増幅器の出力
安定化作用について説明する。まず、スイッチング素子
2のオン期間に可飽和リアクトル51が飽和して、負荷電
流が流れて第3図のB−H曲線上のa点に達したとす
る。
Here, the output stabilizing action of the magnetic amplifier including the saturable reactor 51 will be described. First, it is assumed that the saturable reactor 51 is saturated during the ON period of the switching element 2 and the load current flows to reach the point a on the BH curve in FIG.

次に、スイッチング素子2のオフ期間にはダイオード52
aが阻止状態となる。この状態で制御回路54から可飽和
リアクトル51に対してオン時とは逆方向にリセット電流
Irを流すと、可飽和リアクトル51は、第3図のb点を通
りc点にリセットされる。スイッチング素子2が再びオ
ンになると、可飽和リアクトル51は第3図においてc点
→d点→a点の経路を辿って飽和する。この際、可飽和
リアクトル51には第3図の(ΔB1+ΔB2)の磁束変化量
に応じた電圧降下ΔVが生じる。従って、出力電圧Voに
応じて、制御回路54から可飽和リアクトル51に流すリセ
ット電流Irを加減調整し、リセット点となるc点を制御
すれば、可飽和リアクトル51の電圧降下ΔVを出力電圧
Voに応じて可変調整し、出力電圧を安定化できる。
Next, during the off period of the switching element 2, the diode 52
a is blocked. In this state, the control circuit 54 resets the saturable reactor 51 in the direction opposite to the reset current
When Ir is flown, saturable reactor 51 is reset to point c through point b in FIG. When the switching element 2 is turned on again, the saturable reactor 51 is saturated along the path of point c → d point → a in FIG. At this time, the saturable reactor 51 has a voltage drop ΔV corresponding to the magnetic flux change amount of (ΔB1 + ΔB2) in FIG. Therefore, if the reset current Ir flowing from the control circuit 54 to the saturable reactor 51 is adjusted according to the output voltage Vo and the point c, which is the reset point, is controlled, the voltage drop ΔV of the saturable reactor 51 is output voltage.
The output voltage can be stabilized by variably adjusting according to Vo.

ここで、本発明においては、第1の駆動回路6及び第2
の駆動回路7によって入力変動に対する安定化作用が得
られているので、可飽和リアクトル51では、負荷電流Io
の増域、つまり負荷電動に伴うダイオード52a、チョー
クコイル53a等における電圧降下の変動分を補償するだ
けでよい。このため、可飽和リアクトル51の負担が著し
く減少することとなる。
Here, in the present invention, the first drive circuit 6 and the second drive circuit 6
Since the driving circuit 7 has a stabilizing effect against the input fluctuation, the saturable reactor 51 has a load current Io.
It is only necessary to compensate for the increase in the frequency band, that is, the fluctuation of the voltage drop in the diode 52a, the choke coil 53a, etc. due to the load driving. Therefore, the load on the saturable reactor 51 is significantly reduced.

次に過電流保護回路9の動作について説明する。スイッ
チング素子2に流れる電流I1が過大になり、カレントト
ランス4の巻線42側に生じる電圧によりツェナーダイオ
ード94が導通すると、トランジスタ92がオンになる。ト
ランジスタ92がオンになると、ダイオード96を介してス
イッチング素子2のゲート回路が短絡されると同時に、
トランジスタ91がオンになって基準電圧Vz1が低下し、
出力が低下する。これにより、過電流保護作用が得られ
る。
Next, the operation of the overcurrent protection circuit 9 will be described. When the current I1 flowing through the switching element 2 becomes excessive and the Zener diode 94 becomes conductive due to the voltage generated on the winding 42 side of the current transformer 4, the transistor 92 is turned on. When the transistor 92 is turned on, the gate circuit of the switching element 2 is short-circuited via the diode 96, and at the same time,
The transistor 91 is turned on and the reference voltage Vz1 drops,
Output decreases. As a result, an overcurrent protection effect is obtained.

第4図は本発明に係るスイッチング電源の別の実施例に
おける電気回路図である。図において、第1図と同一の
参照符号は同一性ある構成部分を示している。この実施
例では、過飽和リアクトルを使用せずに、負荷変動に対
する出力安定化作用を持たせたもので、第2の駆動回路
7を構成する基準電圧源回路76と並列的に受光素子11a
を接続すると共に、制御回路54に前記受光素子11aと共
にフォトカプラを構成する発光素子11bを接続し、制御
回路54の出力制御信号を発光素子11bから受光素子11aに
伝送し、基準電圧Vz1を出力電圧Voに応じて制御する。
これにより比較回路79に入力される基準電圧Vz1が制御
されるから、出力安定化作用が行なわれる。
FIG. 4 is an electric circuit diagram of another embodiment of the switching power supply according to the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In this embodiment, an output stabilizing action against a load change is provided without using a supersaturated reactor, and the light receiving element 11a is arranged in parallel with the reference voltage source circuit 76 constituting the second drive circuit 7.
A light emitting element 11b forming a photo coupler together with the light receiving element 11a is connected to the control circuit 54, the output control signal of the control circuit 54 is transmitted from the light emitting element 11b to the light receiving element 11a, and the reference voltage Vz1 is output. Control according to the voltage Vo.
As a result, the reference voltage Vz1 input to the comparison circuit 79 is controlled, so that the output stabilizing action is performed.

比較回路79による比較動作は、基準電圧Vz1と、回路73
の直流出力電圧Vc2との間の相対的関係によって行なわ
れるから、基準電圧Vz1を可変調整する代りに、回路73
の直流電圧信号Vc2を調整する構成としてもよい。例え
ば、受光素子11aを抵抗73aと直列もしくは並列に接続し
てもよい。
The comparison operation by the comparison circuit 79 is performed by using the reference voltage Vz1 and the circuit 73
Of the DC output voltage Vc2 of the circuit 73.
The DC voltage signal Vc2 may be adjusted. For example, the light receiving element 11a may be connected in series or in parallel with the resistor 73a.

<発明の効果> 以上述べたように、本発明によれば、回路構成が簡単で
小形、かつ、安価な自励式コンバータであって、入力変
動に対して安定した出力が得られ、磁気増幅器と組合せ
てその負担を軽減しながら負荷変動に伴う出力変動をも
抑えるのに好適なスイッチング電源を提供することがで
きる。なお、本発明の説明に当って、一石式フォワード
コンバータを例にとって説明したが、変換用トランスの
極性を変更すれば、直流重畳型フライバックコンバータ
にも適用が可能であり、この場合には整流平滑回路はコ
ンデンサインプット型でよいので、更に小型化が可能に
なる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, a self-exciting converter having a simple circuit configuration, a small size, and a low cost, capable of obtaining a stable output with respect to an input fluctuation, and a magnetic amplifier It is possible to provide a switching power supply suitable for combination to reduce the load thereof and also suppress the output fluctuation due to the load fluctuation. In the description of the present invention, the one-stone forward converter has been described as an example. However, if the polarity of the conversion transformer is changed, it can be applied to the DC superposition type flyback converter, and in this case, rectification is possible. Since the smoothing circuit may be of the capacitor input type, further miniaturization is possible.

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

第1図は本発明に係るスイッチング電源の電気回路図、
第2図はその回路作用を説明する波形図、第3図は磁気
増幅器の動作を説明するためのB−Hとヒステリシス特
性図、第4図は本発明に係るスイッチング電源の別の実
施例における電気回路図である。 1……変圧器、101……第1の巻線 102……第2の巻線、103……第3の巻線 2……スイッチング素子 5……出力回路 6……第1の駆動回路 7……第2の駆動回路
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a switching power supply according to the present invention,
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the circuit operation, FIG. 3 is a BH and hysteresis characteristic diagram for explaining the operation of the magnetic amplifier, and FIG. 4 is for another embodiment of the switching power supply according to the present invention. It is an electric circuit diagram. 1 ... Transformer, 101 ... First winding 102 ... Second winding, 103 ... Third winding 2 ... Switching element 5 ... Output circuit 6 ... First drive circuit 7 ... Second drive circuit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】変圧器と、この変圧器の第1の巻線を通し
て与えられる直流入力電圧をオン、オフするスイッチン
グ素子と、前記変圧器の第2の巻線に取出されたスイッ
チング出力を、整流し平滑する平滑回路とを備えるスイ
ッチング電源であって、 前記スイッチング素子のオン期間にその制御電極を正方
向にバイアスする第3の巻線と、前記スイッチング素子
の入力側を短絡して該スイッチング素子をオフさせる第
1の駆動回路と、前記スイッチング素子をオンさせる第
2の駆動回路とを備え、 前記変圧器の前記第1の巻線及び前記第3の巻線を通し
て前記スイッチング素子の制御電極側に正帰還作用が加
わり、それによって前記スイッチング素子がオンになっ
た後、前記第1の駆動回路により前記スイッチング素子
の前記制御電極側が短絡されオフ駆動されるステップ
と、 前記第1の駆動回路により前記スイッチング素子がオフ
になった後、所定のオフ時間をとって、前記第2の駆動
回路により前記スイッチング素子がオン駆動されるステ
ップと を繰返すことにより、前記スイッチング素子が自励的に
オン、オフ動作を継続し、前記直流入力電圧がオン、オ
フされること を特徴とするスイッチング電源。
1. A transformer, a switching element for turning on and off a direct-current input voltage applied through a first winding of the transformer, and a switching output extracted to a second winding of the transformer. A switching power supply comprising: a smoothing circuit for rectifying and smoothing, wherein a third winding for biasing a control electrode of the switching element in a positive direction during an ON period of the switching element and an input side of the switching element are short-circuited to perform switching. A first drive circuit for turning off the element, and a second drive circuit for turning on the switching element, and a control electrode of the switching element through the first winding and the third winding of the transformer After a positive feedback action is applied to the side of the switching element and the switching element is turned on by the positive feedback action, the control electrode side of the switching element is short-circuited by the first drive circuit. And being turned off, and a step of turning on the switching element by the second driving circuit after a predetermined off time after the switching element is turned off by the first driving circuit. The switching power supply is characterized in that the switching element continues to turn on and off in a self-excited manner by repeating the above, and the DC input voltage is turned on and off.
【請求項2】前記第1の駆動回路は、入力電圧に略反比
例するオン時間幅を持つように前記スインチング素子を
オフさせる回路でなることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載のスイッチング電源。
2. The first drive circuit according to claim 1, wherein the first drive circuit is a circuit for turning off the swinging element so that the first drive circuit has an on-time width substantially inversely proportional to the input voltage. Switching power supply.
【請求項3】前記第1の駆動回路は、前記第3の巻線に
生じる電圧によって充電される時定数充電回路と、この
時定数充電回路の充電電圧が所定値になったときにオン
し、前記スイッチング素子の入力側を短絡するトランジ
スタとを備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第2項に記載のスイッチング電源。
3. The first driving circuit is turned on when a time constant charging circuit charged by a voltage generated in the third winding and a charging voltage of the time constant charging circuit reaches a predetermined value. The switching power supply according to claim 1 or 2, further comprising: a transistor that short-circuits an input side of the switching element.
【請求項4】前記第1の駆動回路は、前記第3の巻線と
は異なる巻線に生じる電圧によって充電される時定数充
電回路と、この時定数充電回路の充電電圧が所定値にな
ったときにオンし、前記スイッチング素子の入力側を短
絡するトランジスタとを備えてなることを特徴とする特
許請求の範囲第1項または第2項に記載のスイッチング
電源。
4. The time constant charging circuit, wherein the first driving circuit is charged by a voltage generated in a winding different from the third winding, and the charging voltage of the time constant charging circuit becomes a predetermined value. The switching power supply according to claim 1 or 2, further comprising a transistor that is turned on when the switching element is turned on to short-circuit the input side of the switching element.
【請求項5】前記第2の駆動回路は、前記第3の巻線に
生じる電圧を整流平滑化して、入力電圧とオン.デュー
ティとに略比例した直流電圧信号を作り、この直流電圧
信号を基準電圧と比較してその比較出力により前記スイ
ッチング素子をオンさせる回路でなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項、第2項または第3項に記載のス
イッチング電源。
5. The second drive circuit rectifies and smoothes the voltage generated in the third winding, and turns on the input voltage and the ON voltage. 2. A circuit for producing a direct current voltage signal substantially proportional to a duty, comparing the direct current voltage signal with a reference voltage, and turning on the switching element by the comparison output thereof. The switching power supply according to item 2 or 3.
【請求項6】前記第2の駆動回路は、前記第3の巻線と
は異なる巻線に生じる電圧を整流平滑化して、入力電圧
とオン.デューティとに略比例した直流電圧信号を作
り、この直流電圧信号を基準電圧と比較してその比較出
力により前記スイッチング素子をオンさせる回路でなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項または
3項に記載のスイッチング電源。
6. The second drive circuit rectifies and smoothes a voltage generated in a winding different from the third winding to turn on the input voltage. 2. A circuit for producing a direct current voltage signal substantially proportional to a duty, comparing the direct current voltage signal with a reference voltage, and turning on the switching element by the comparison output thereof. The switching power supply according to item 2 or 3.
【請求項7】前記第2の駆動回路は、前記スイッチング
素子のオン時に前記第3の巻線またはこれとは異なる巻
線に生じる電圧を整流平滑化して、オン.デューティと
入力電圧とに略比例する直流電圧信号を得る回路と、前
記スイッチング素子のオン時に前記第3の巻線またはこ
れとは異なる巻線に生じる電圧を整流平滑化して得られ
た直流電圧信号より基準電圧を作る基準電圧源回路と、
前記回路の直流電圧信号出力及び前記基準電圧源回路か
ら与えられる基準電圧を比較してその比較出力により前
記スイッチング素子をオンさせる回路とを備えてなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載のスイッチ
ング電源。
7. The second drive circuit rectifies and smoothes a voltage generated in the third winding or a winding different from the third winding when the switching element is turned on, and turns on. A circuit for obtaining a DC voltage signal substantially proportional to the duty and the input voltage, and a DC voltage signal obtained by rectifying and smoothing the voltage generated in the third winding or a winding different from this when the switching element is turned on. A reference voltage source circuit that makes a more reference voltage,
7. The circuit according to claim 6, further comprising a circuit for comparing a DC voltage signal output of the circuit and a reference voltage provided from the reference voltage source circuit and turning on the switching element by the comparison output. Switching power supply described in.
【請求項8】前記第2の駆動回路は、過電流検出信号に
より前記基準電圧を低下させると同時に前記スイッチン
グ素子をオフさせるよう動作する過電流保護回路を備え
ることを特徴とする特許請求の範囲第6項または第7項
に記載のスイッチング電源。
8. The second drive circuit comprises an overcurrent protection circuit which operates to turn off the switching element at the same time as lowering the reference voltage by an overcurrent detection signal. The switching power supply according to item 6 or 7.
【請求項9】前記第2の駆動回路は、前記出力回路に備
えられた制御回路の制御信号によって駆動される発光素
子に光結合され、かつ、この発光素子から伝送される制
御信号により、前記基準電圧または前記回路の直流電圧
信号出力を、出力電圧が安定する方向に制御する受光素
子を備えることを特徴とする特許請求の範囲第6項、第
7項または第8項に記載のスイッチング電源。
9. The second drive circuit is optically coupled to a light emitting element driven by a control signal of a control circuit provided in the output circuit, and is controlled by a control signal transmitted from the light emitting element. 9. The switching power supply according to claim 6, further comprising a light receiving element for controlling a reference voltage or a DC voltage signal output of the circuit in a direction in which the output voltage is stable. .
【請求項10】出力回路側に磁気増幅器による出力安定
化回路を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7
項または第8項に記載のスイッチング電源。
10. The output stabilizing circuit comprising a magnetic amplifier is provided on the output circuit side, and the output stabilizing circuit is provided with a magnetic amplifier, claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 5. Item 6, Item 7
The switching power supply according to item 8 or 8.
JP60138483A 1985-06-25 1985-06-25 Switching power supply Expired - Fee Related JPH07101989B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60138483A JPH07101989B2 (en) 1985-06-25 1985-06-25 Switching power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60138483A JPH07101989B2 (en) 1985-06-25 1985-06-25 Switching power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61295871A JPS61295871A (en) 1986-12-26
JPH07101989B2 true JPH07101989B2 (en) 1995-11-01

Family

ID=15223136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60138483A Expired - Fee Related JPH07101989B2 (en) 1985-06-25 1985-06-25 Switching power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07101989B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0757096B2 (en) * 1990-06-15 1995-06-14 田淵電機株式会社 Limited switching regulator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5887489U (en) * 1981-12-07 1983-06-14 和光電気株式会社 power supply
JPS58168885U (en) * 1982-05-06 1983-11-10 富士電気化学株式会社 Ringing choke converter on/off control circuit
JPS59111493U (en) * 1983-01-14 1984-07-27 ティーディーケイ株式会社 Self-excited switching power supply

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61295871A (en) 1986-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4763235A (en) DC-DC converter
CN110401349A (en) Power supply control semiconductor device and switching power unit and its design method
JPH0357712B2 (en)
JP4682647B2 (en) Switching power supply
JPH0345984B2 (en)
JP3733440B2 (en) Switching power supply
JP3691498B2 (en) Self-excited switching power supply circuit
JP2002136141A (en) Multiple-output switching power supply unit
JPH07101989B2 (en) Switching power supply
JP4484006B2 (en) Switching power supply
JPH0619328Y2 (en) Switching power supply
JP3262112B2 (en) Synchronous rectifier circuit and power supply
JP3458363B2 (en) Switching power supply
JP4623252B2 (en) Switching power supply
JP2002136121A (en) Switching power device
JP3490327B2 (en) Switching power supply
JP3129037B2 (en) Switching power supply
JPH0357708B2 (en)
JP2002281749A (en) Switching power supply device
JPH0654525A (en) Dc/dc converter
JPH073832Y2 (en) Inrush current prevention circuit for switching power supply
JPH0530744A (en) Dc-dc converter
JPS5840797Y2 (en) DC-DC converter
JPH0635661Y2 (en) Switching regulator
JPH0713431Y2 (en) Power supply circuit

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees