JP2005224067A

JP2005224067A - Switching power supply

Info

Publication number: JP2005224067A
Application number: JP2004031644A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Matsuda; 善秋松田
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-09
Also published as: JP4798572B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new switching power supply for always maintaining a constant level even if a load is short-circuited. <P>SOLUTION: In the switching power supply, the primary winding Np of a transformer T1 is connected to a converter 1 having an AC output, the secondary winding Ns of the transformer T1 is connected to a rectifying circuit 2 for rectifying an AC output from the transformer T1, a plurality of secondary windings Ns1, Ns2 are connected in series, and an AC switch SW1 is connected between the adjacent secondary windings Ns and PWM-controlled in synchronism with a switch of the converter 1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、交流出力を整流して定電力出力を給電するスイッチング電源装置に関するものである。 The present invention relates to a switching power supply device that rectifies an AC output and supplies a constant power output.

従来の交流出力を整流して定電力出力を給電するスイッチング電源装置の一例を図１０に示す（特許文献１参照）。このスイッチング電源装置は、交流出力を有するコンバータ１−１，１−２にトランスＴ１，Ｔ２の一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ１１を接続し、これらトランスＴ１，Ｔ２の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ１１間にトランスＴ１，Ｔ２の交流出力を整流する整流回路２を接続してある。 An example of a switching power supply device that rectifies a conventional AC output and supplies a constant power output is shown in FIG. 10 (see Patent Document 1). In this switching power supply, primary windings Np1 and Np11 of transformers T1 and T2 are connected to converters 1-1 and 1-2 having AC outputs, and a transformer is connected between secondary windings Ns1 and Ns11 of these transformers T1 and T2. A rectifier circuit 2 for rectifying the AC output of T1 and T2 is connected.

整流回路２は出力チョークＬｏと平滑コンデンサＣｏを設けてあるとともに、Ｈ型のブロック回路を形成し、四方に同じ向きのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４を設け、ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ１１，Ｄ１３のアノードとダイオードＤ２，Ｄ４，Ｄ１２，Ｄ１４のカソードとの間に、トランスＴ１，Ｔ２の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ１１とを接続してある。また、この二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ１１は直列に接続してある。第一のコンバータ１−１の主スイッチのオン・オフ比並びに位相を固定し、図１１に示すような動作波形を有し、第二のコンバータ１−２の主スイッチのオン・オフ比とをほぼ同じにして、位相制御することで出力の安定化を図っていた。
特開２００２−１１２５４８公報 The rectifier circuit 2 is provided with an output choke Lo and a smoothing capacitor Co, forms an H-type block circuit, and is provided with diodes D1, D2, D3, D4, D11, D12, D13, D14 in the same direction in all directions. The secondary windings Ns1, Ns11 of the transformers T1, T2 are connected between the anodes of the diodes D1, D3, D11, D13 and the cathodes of the diodes D2, D4, D12, D14. The secondary windings Ns1 and Ns11 are connected in series. The on / off ratio and phase of the main switch of the first converter 1-1 are fixed, the operation waveform as shown in FIG. 11 is obtained, and the on / off ratio of the main switch of the second converter 1-2 is determined. The output was stabilized by controlling the phase almost the same.
JP 2002-112548 A

また、図１２に示すように、トランスＴ１，Ｔ２，Ｔ３を３つ以上設けて、定電力出力を給電するスイッチング電源装置を構成することができる。このスイッチング電源装置は、トランスＴ１の二次巻線の個数と同様に、交流出力を有するコンバータ１−１，１−２，１−３を３つ設け、これらコンバータ１−１，１−２，１−３にそれぞれトランスＴ１，Ｔ２，Ｔ３の一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ１１，Ｎｐ２１を接続し、これらトランスＴ１，Ｔ２，Ｔ３の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ１１，Ｎｓ２１間にトランスＴ１，Ｔ２，Ｔ３の交流出力を整流する整流回路２を接続してある。 In addition, as shown in FIG. 12, a switching power supply device that supplies three constant powers by providing three or more transformers T1, T2, and T3 can be configured. This switching power supply device is provided with three converters 1-1, 1-2, and 1-3 having AC outputs, as in the number of secondary windings of the transformer T1, and these converters 1-1, 1-2, and 1-3 are connected to primary windings Np1, Np11, Np21 of transformers T1, T2, T3, respectively, and the transformers T1, T2, T3 are connected between the secondary windings Ns1, Ns11, Ns21 of the transformers T1, T2, T3. A rectifier circuit 2 for rectifying the AC output is connected.

整流回路２は出力チョークＬｏと平滑コンデンサＣｏを設けてあるとともに、Ｈ型のブロック回路を形成し、四方に同じ向きのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４を設け、ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ１１，Ｄ１３，Ｄ２１，Ｄ２３のアノードとダイオードＤ２，Ｄ４，Ｄ１２，Ｄ１４，Ｄ２２，Ｄ２４のカソードとの間に、トランスＴ１，Ｔ２，Ｔ３の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ１１，Ｎｓ２１を接続してある。また、この二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ１１，Ｎｓ２１は直列に接続してある。第一のコンバータ１−１の主スイッチのオン・オフ比並びに位相を固定し、第二のコンバータ１−２及び第三のコンバータ１−３の主スイッチのオン・オフ比とをほぼ同じにして、位相制御することで出力の安定化を図っていた。 The rectifier circuit 2 is provided with an output choke Lo and a smoothing capacitor Co, and forms an H-type block circuit, and diodes D1, D2, D3, D4, D11, D12, D13, D14, D21, which are in the same direction in all directions. D22, D23, D24 are provided, and two transformers T1, T2, T3 are provided between the anodes of the diodes D1, D3, D11, D13, D21, D23 and the cathodes of the diodes D2, D4, D12, D14, D22, D24. The next windings Ns1, Ns11, and Ns21 are connected. The secondary windings Ns1, Ns11, and Ns21 are connected in series. The on / off ratio and the phase of the main switch of the first converter 1-1 are fixed, and the on / off ratios of the main switches of the second converter 1-2 and the third converter 1-3 are made substantially the same. The output was stabilized by controlling the phase.

しかし、いずれのスイッチング電源装置においても、トランスＴ１，Ｔ２，…の二次巻線の数だけコンバータ１−１，１−２，…が必要になるため、小型化が困難であるとともに、低コスト化が困難である。 However, in any switching power supply apparatus, converters 1-1, 1-2,... Are required as many as the number of secondary windings of transformers T1, T2,. Is difficult.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、小型化及び低コスト化を可能にした新規の定電力出力を給電するスイッチング直流電源装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a switching DC power supply device that feeds a new constant power output that enables miniaturization and cost reduction.

上記課題を解決するために、本発明スイッチング電源装置は、交流出力を有するコンバータにトランスの一次巻線を接続し、このトランスの二次巻線に該トランスの交流出力を整流する整流回路を接続してあるスイッチング電源装置において、前記トランスの二次巻線を複数設けて、これらを直列に接続し、隣り合う二次巻線間に交流スイッチを接続して、前記コンバータのスイッチと同期をとって、ＰＷＭ制御するように構成してある。 In order to solve the above problems, the switching power supply device of the present invention connects a primary winding of a transformer to a converter having an AC output, and connects a rectifier circuit that rectifies the AC output of the transformer to the secondary winding of the transformer. In the switching power supply device, a plurality of secondary windings of the transformer are provided, these are connected in series, and an AC switch is connected between adjacent secondary windings to synchronize with the switch of the converter. Thus, the PWM control is performed.

前記コンバータに接続したトランスの一次巻線を複数設け、これらに対応する前記トランスの二次巻線を前記一次巻線と同数又はそれ以上設け、前記一次巻線を並列又は直列に接続し、それぞれの一次巻線が対応する前記二次巻線にそれぞれ電力供給するように構成してあることを特徴とする。 A plurality of primary windings of the transformer connected to the converter are provided, and the secondary windings of the corresponding transformers are provided in the same number or more as the primary windings, and the primary windings are connected in parallel or in series, respectively. The primary winding is configured to supply power to the corresponding secondary winding.

前記コンバータを複数設け、それぞれのコンバータにトランスの一次巻線を接続し、これらに対応する前記トランスの二次巻線を前記一次巻線と同数又はそれ以上設け、前記一次巻線を並列又は直列に接続し、それぞれの一次巻線が対応する前記二次巻線にそれぞれ電力供給するように構成してあることを特徴とする。 A plurality of the converters are provided, a primary winding of the transformer is connected to each converter, the secondary windings of the transformer corresponding thereto are provided in the same number or more as the primary windings, and the primary windings are arranged in parallel or in series. And each of the primary windings supplies power to the corresponding secondary winding.

前記トランスの二次巻線を複数設け、これらを直列に接続し、隣り合う二次巻線間に交流スイッチを接続し、前記トランスの二次巻線に該トランスの交流出力を整流する整流回路を接続した回路を構成し、この回路を複数設けて、並列に接続してあるとともに、これら回路に設けたトランスの一次巻線を並列又は直列に接続してあることを特徴とする。 A rectifier circuit that provides a plurality of secondary windings of the transformer, connects them in series, connects an AC switch between adjacent secondary windings, and rectifies the AC output of the transformer to the secondary winding of the transformer A plurality of such circuits are provided and connected in parallel, and a primary winding of a transformer provided in these circuits is connected in parallel or in series.

本発明によれば、定電力出力等において、コンバータの一次スイッチのパルス幅は固定のままで出きるため、実効値電流の増加を防ぐことができる効果がある。更に本方式はコンバータを１つ備えてあれば、交流スイッチのＰＷＭ制御ができることから、スイッチング電源装置の小型化及び低コスト化を図ることができる効果もある。 According to the present invention, in the constant power output or the like, the pulse width of the primary switch of the converter can be output while being fixed, so that an increase in effective current can be prevented. Furthermore, if this system is provided with one converter, the PWM control of the AC switch can be performed, so that the switching power supply device can be reduced in size and cost.

以下、添付図面を用いて本発明スイッチング電源装置に係る実施例を説明する。図１は本発明に係るスイッチング電源装置の一実施例を示す。Ｄはダイオード、ＳＷ１は交流スイッチ、Ｔ１はトランス、１はコンバータ、２は整流回路、３は制御回路である。 Embodiments according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a switching power supply device according to the present invention. D is a diode, SW1 is an AC switch, T1 is a transformer, 1 is a converter, 2 is a rectifier circuit, and 3 is a control circuit.

本実施例に係るスイッチング電源装置は、交流出力を有するコンバータ１を設けてあり、このコンバータ１にトランスＴ１の一次巻線Ｎｐ１を接続してある。また、このトランスＴ１は二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２を２つ有し、これら二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２はトランスＴ１の交流出力を整流する整流回路２に接続してある。 The switching power supply according to the present embodiment is provided with a converter 1 having an AC output, and a primary winding Np1 of a transformer T1 is connected to the converter 1. The transformer T1 has two secondary windings Ns1 and Ns2, and these secondary windings Ns1 and Ns2 are connected to a rectifier circuit 2 that rectifies the AC output of the transformer T1.

整流回路２は出力チョークＬｏと平滑コンデンサＣｏを設けてあるとともに、Ｈ型のブロック回路を形成してある。具体的には、四方に同じ向きのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を設け、ダイオードＤ１，Ｄ３のアノードとダイオードＤ２，Ｄ４のカソードとの間に、トランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１を接続して、Ｈ型のブロック回路を構成してある。同様に、四方に同じ向きのダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４を設け、ダイオードＤ１１，Ｄ１３のアノードとダイオードＤ１２，Ｄ１４のカソードとの間に、トランスＴ１の二次巻線Ｎｓ２を接続してある。二次巻線Ｎｓ１と二次巻線Ｎｓ２は直列に接続してあり、隣り合う二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２間に交流スイッチＳＷ１を接続してある。コンバータ１並びに交流スイッチＳＷ１は制御回路３に接続してあり、コンバータ１のスイッチと同期をとって、交流スイッチＳＷ１でＰＷＭ制御するように構成してある。 The rectifier circuit 2 is provided with an output choke Lo and a smoothing capacitor Co, and an H-type block circuit is formed. Specifically, diodes D1, D2, D3, D4 of the same direction are provided on all four sides, and the secondary winding Ns1 of the transformer T1 is connected between the anodes of the diodes D1, D3 and the cathodes of the diodes D2, D4. Thus, an H-type block circuit is configured. Similarly, diodes D11, D12, D13, and D14 having the same direction are provided in all directions, and the secondary winding Ns2 of the transformer T1 is connected between the anodes of the diodes D11 and D13 and the cathodes of the diodes D12 and D14. . The secondary winding Ns1 and the secondary winding Ns2 are connected in series, and an AC switch SW1 is connected between the adjacent secondary windings Ns1 and Ns2. The converter 1 and the AC switch SW1 are connected to the control circuit 3, and are configured to perform PWM control with the AC switch SW1 in synchronization with the switch of the converter 1.

以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のような作用をする。なお、図２は動作波形図を、図３は図１図示Ａ点での出力特性図を、図４は図３図示出力特性における図１図示Ａ点の出力波形を示してある。 The switching power supply device configured as described above operates as follows. 2 is an operation waveform diagram, FIG. 3 is an output characteristic diagram at point A in FIG. 1, and FIG. 4 is an output waveform at point A in FIG.

先ず、交流スイッチＳＷ１がオンしている場合について説明する。交流スイッチＳＷ１がオンすると、交流スイッチＳＷ１によるＰＷＭ制御が行われる。交流スイッチＳＷ１によりオンするモードは、図３における（１）から（３）の状態をいう。先ず、交流スイッチＳＷ１によるＰＷＭ制御が開始されると、図３における（１）の状態に入る。この状態においては、コンバータ１はオン状態となり、交流スイッチＳＷ１のオン幅は最大になる。図１図示Ａ点には第一の二次巻線Ｎｓ１かかる電圧と第二の二次巻線Ｎｓ２にかかる電圧が合成され、図４に示すように、最大電圧となる。 First, a case where the AC switch SW1 is turned on will be described. When the AC switch SW1 is turned on, PWM control is performed by the AC switch SW1. The mode that is turned on by the AC switch SW1 refers to states (1) to (3) in FIG. First, when the PWM control by the AC switch SW1 is started, the state (1) in FIG. 3 is entered. In this state, converter 1 is turned on, and the on width of AC switch SW1 is maximized. The voltage applied to the first secondary winding Ns1 and the voltage applied to the second secondary winding Ns2 are combined at the point A in FIG. 1 to obtain the maximum voltage as shown in FIG.

一周期Ｔにおける平均電圧は下記（Ａ）式で示される。
Ｖｏ＝２Ｅｓ・（ｔ１／Ｔ）＋Ｅｓ・（ｔ２／Ｔ）…（Ａ）
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３
最大電圧でＰＷＭ制御している場合、ｔ１＝Ｔ−ｔ３，ｔ２＝０となるため、平均電圧は下記の通りになる。なお、Ｄはデューティである。
Ｖｏ＝２Ｅｓ・｛（Ｔ−ｔ３）／Ｔ｝＝２Ｅｓ・Ｄ The average voltage in one period T is expressed by the following equation (A).
Vo = 2Es · (t1 / T) + Es · (t2 / T) (A)
T = t1 + t2 + t3
When PWM control is performed with the maximum voltage, since t1 = T−t3 and t2 = 0, the average voltage is as follows. D is a duty.
Vo = 2Es · {(T−t3) / T} = 2Es · D

以上のような状態は、Ａ点の出力電流がＩ_１になるまで、即ち、図３に示す（２）の状態になるまで続く。Ａ点の出力電流がＩ_１になると、出力電力一定動作が開始される。このとき、図４に示す出力波形は上から２番目に示す波形になる。このとき交流スイッチＳＷ１は図２に示す通り、一周期Ｔにおけるオン幅はｔ１であり、Ａ点では交流スイッチＳＷ１がオンしている際は２Ｅｓとなり、交流スイッチＳＷ１がオフしている際はＥｓとなり平均電圧は上記（Ａ）式となる。 Above-described conditions, the output current at the point A until the I _1, i.e., until a state is shown in FIG. 3 (2). When the output current at the point A becomes I _1, the output power constant operation is started. At this time, the output waveform shown in FIG. 4 is the second waveform from the top. At this time, as shown in FIG. 2, the AC switch SW1 has an on width t1 in one cycle T, and at point A, it becomes 2Es when the AC switch SW1 is on, and Es when the AC switch SW1 is off. The average voltage is expressed by the above equation (A).

出力電力一定動作になり、図３図示の（３）に近づくと、交流スイッチＳＷ１はオン幅が最小になり、図４に示すような最小電圧となる。最小電圧でＰＷＭ制御している場合、ｔ１＝０，ｔ２＝Ｔ−ｔ３となるため、平均電圧は下記の通りになる。
Ｖｏ＝Ｅｓ・｛（Ｔ−ｔ３）／Ｔ｝＝Ｅｓ・Ｄ
即ち、最小電圧は最大電圧の１／２になる。 When the operation becomes constant and the output power approaches (3) shown in FIG. 3, the ON width of the AC switch SW1 becomes minimum, and the minimum voltage as shown in FIG. 4 is obtained. When PWM control is performed with the minimum voltage, since t1 = 0 and t2 = T−t3, the average voltage is as follows.
Vo = Es · {(T−t3) / T} = Es · D
That is, the minimum voltage is ½ of the maximum voltage.

最小電圧になると交流スイッチＳＷ１がオフし、定電流モードになる。なお、定電流モードは図３における（３）から（４）の状態をいう。定電流モードに入ると、交流スイッチＳＷ１はオフし、図４の定電流モードの波形図で示すように、コンバータ１でＰＷＭ制御をする。以上の作用を繰り返すことにより、安定した出力を供給することができる。 When the minimum voltage is reached, the AC switch SW1 is turned off and the constant current mode is set. The constant current mode refers to states (3) to (4) in FIG. When the constant current mode is entered, the AC switch SW1 is turned off, and PWM control is performed by the converter 1 as shown in the waveform diagram of the constant current mode in FIG. By repeating the above operation, a stable output can be supplied.

実施例１を図５に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、図１図示実施例同様に、交流出力を有するコンバータ１を設けてあり、このコンバータ１にトランスＴ１の一次巻線Ｎｐ１を接続してある。また本実施例では、このトランスＴ１に二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２，Ｎｓ３を３つ有し、これら二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２，Ｎｓ３はトランスＴ１の交流出力を整流する整流回路２に接続してある。 Example 1 is shown in FIG. As in the embodiment shown in FIG. 1, the switching power supply according to this embodiment is provided with a converter 1 having an AC output, and a primary winding Np1 of a transformer T1 is connected to the converter 1. In this embodiment, the transformer T1 has three secondary windings Ns1, Ns2, and Ns3, and these secondary windings Ns1, Ns2, and Ns3 are connected to a rectifier circuit 2 that rectifies the AC output of the transformer T1. It is.

整流回路２は出力チョークＬｏと平滑コンデンサＣｏを設けてあるとともに、Ｈ型のブロック回路を形成してある。具体的には、図１図示実施例と同様に、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１、並びにダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４とトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ２でＨ型のブロック回路を形成してあるとともに、四方に同じ向きのダイオードＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４を設け、ダイオードＤ２１，Ｄ２３のアノードとダイオードＤ２２，Ｄ２４のカソードとの間に、トランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１を接続して、Ｈ型のブロック回路を構成してある。二次巻線Ｎｓ１と二次巻線Ｎｓ２、並びに二次巻線Ｎｓ２と二次巻線Ｎｓ３は直列に接続してあり、隣り合う二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２間並びにＮｓ２，Ｎｓ３間に交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２を接続してある。コンバータ１並びに交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２は制御回路３に接続してあり、コンバータ１のスイッチと交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２並びに交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２間で同期をとって、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２でＰＷＭ制御するように構成してある。 The rectifier circuit 2 is provided with an output choke Lo and a smoothing capacitor Co, and an H-type block circuit is formed. Specifically, as in the embodiment shown in FIG. 1, the secondary winding Ns1 of the diodes D1, D2, D3, D4 and the transformer T1, and the secondary winding Ns2 of the diodes D11, D12, D13, D14 and the transformer T1. H-shaped block circuits are formed, and diodes D21, D22, D23, D24 of the same direction are provided in all directions, and the transformer T1 is disposed between the anodes of the diodes D21, D23 and the cathodes of the diodes D22, D24. An H-type block circuit is configured by connecting the secondary winding Ns1. The secondary winding Ns1 and the secondary winding Ns2 and the secondary winding Ns2 and the secondary winding Ns3 are connected in series, and an AC switch is connected between the adjacent secondary windings Ns1 and Ns2 and between Ns2 and Ns3. SW1 and SW2 are connected. The converter 1 and the AC switches SW1 and SW2 are connected to the control circuit 3, and the switch of the converter 1 is synchronized with the AC switches SW1 and SW2 and the AC switches SW1 and SW2, and PWM control is performed with the AC switches SW1 and SW2. It is constituted as follows.

以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のような作用をする。先ず、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンしている場合について説明する。交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンすると、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２によるＰＷＭ制御が行われる。 The switching power supply device configured as described above operates as follows. First, a case where the AC switches SW1 and SW2 are turned on will be described. When AC switches SW1 and SW2 are turned on, PWM control is performed by AC switches SW1 and SW2.

先ず、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２によるＰＷＭ制御が開始されると、コンバータ１はオン状態となり、交流スイッチＳＷ１のオン幅は最大になる。図５図示Ｂ点には第一の二次巻線Ｎｓ１かかる電圧、第二の二次巻線Ｎｓ２並びに第三の二次巻線Ｎｓ３にかかる電圧が合成され、最大電圧となる。一周期Ｔにおける平均電圧は下記（Ｂ）式で示される。
Ｖｏ＝３Ｅｓ・（ｔ１／Ｔ）＋Ｅｓ・（ｔ２／Ｔ）…（Ｂ）
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３
最大電圧でＰＷＭ制御している場合、ｔ１＝Ｔ−ｔ３，ｔ２＝０となるため、平均電圧は下記の通りになる。なお、Ｄはデューティである。
Ｖｏ＝３Ｅｓ・｛（Ｔ−ｔ３）／Ｔ｝＝３Ｅｓ・Ｄ First, when PWM control by the AC switches SW1 and SW2 is started, the converter 1 is turned on, and the ON width of the AC switch SW1 is maximized. In FIG. 5B, the voltage applied to the first secondary winding Ns1, the voltage applied to the second secondary winding Ns2 and the third secondary winding Ns3 are combined and become the maximum voltage. The average voltage in one period T is expressed by the following equation (B).
Vo = 3Es · (t1 / T) + Es · (t2 / T) (B)
T = t1 + t2 + t3
When PWM control is performed with the maximum voltage, since t1 = T−t3 and t2 = 0, the average voltage is as follows. D is a duty.
Vo = 3Es · {(T−t3) / T} = 3Es · D

以上のような状態は、Ｂ点の出力電流がＩ_１になるまで続く。Ｂ点の出力電流がＩ_１になると、出力電力一定動作が開始される。このとき交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２の一周期Ｔにおけるオン幅はｔ１であり、Ｂ点では交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンしている際は３Ｅｓとなり、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフしている際はＥｓとなり、平均電圧は上記（Ｂ）式となる。 The above state continues until the output current at point B becomes I ₁ . When the output current at point B becomes I ₁ , the output power constant operation is started. At this time, the ON width in one cycle T of the AC switches SW1 and SW2 is t1, and at the point B, when the AC switches SW1 and SW2 are ON, it becomes 3Es, and when the AC switches SW1 and SW2 are OFF, Es Thus, the average voltage is the above equation (B).

出力電力一定動作になり、図３図示の（３）に近づくと、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２はオン幅が最小になり最小電圧となる。最小電圧でＰＷＭ制御している場合、ｔ１＝０，ｔ２＝Ｔ−ｔ３となるため、平均電圧は下記の通りになる。
Ｖｏ＝Ｅｓ・｛（Ｔ−ｔ３）／Ｔ｝＝Ｅｓ・Ｄ
即ち、最小電圧は最大電圧の１／３になる。 When the output power becomes constant and approaches (3) in FIG. 3, the AC switches SW1 and SW2 have the minimum ON width and the minimum voltage. When PWM control is performed with the minimum voltage, since t1 = 0 and t2 = T−t3, the average voltage is as follows.
Vo = Es · {(T−t3) / T} = Es · D
That is, the minimum voltage is 1/3 of the maximum voltage.

最小電圧になると交流スイッチＳＷ１がオフし、定電流モードになり、コンバータ１でＰＷＭ制御をする。以上の作用を繰り返すことにより、定電力出力を供給することができる。 When the minimum voltage is reached, the AC switch SW1 is turned off to enter the constant current mode, and the converter 1 performs PWM control. By repeating the above operation, a constant power output can be supplied.

なお、本実施例ではトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２，Ｎｓ３を３つ設け、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２を２つ設けたが、トランスＴ１の二次巻線Ｎｓを４つ以上、隣り合う二次巻線Ｎｓ間に交流スイッチＳＷを接続して、コンバータ１のスイッチと同期をとって、ＰＷＭ制御するように構成することは可能であり、この際、二次巻線Ｎｓがｎ個に対して、交流スイッチＳＷは（ｎ−１）個になり、交流スイッチＳＷがオンした状態で、最大電圧と最小電圧との差がｎ倍になる。 In this embodiment, three secondary windings Ns1, Ns2, and Ns3 of the transformer T1 are provided and two AC switches SW1 and SW2 are provided. Four or more secondary windings Ns of the transformer T1 are adjacent to each other. It is possible to connect the AC switch SW between the secondary windings Ns and perform PWM control in synchronism with the switch of the converter 1, and in this case, the number of secondary windings Ns is n. On the other hand, there are (n−1) AC switches SW, and the difference between the maximum voltage and the minimum voltage becomes n times when the AC switch SW is turned on.

実施例２を図６に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、交流出力を有するコンバータ１を設けてあり、このコンバータ１にトランスＴ１，Ｔ２の一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２を並列に接続してある。また、これらトランスＴ１，Ｔ２の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２は、一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２と同様２つ有し、それぞれの一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２が対応する二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２にそれぞれ電力供給するように構成してある。これら二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２はトランスＴ１，Ｔ２の交流出力を整流する整流回路２に接続してある。二次側については、図１図示実施例とほぼ同様であるため、説明を省略する。また、作用についても図１図示実施例とほぼ同様である。 Example 2 is shown in FIG. The switching power supply according to this embodiment is provided with a converter 1 having an AC output, and primary windings Np1 and Np2 of transformers T1 and T2 are connected to the converter 1 in parallel. Further, the secondary windings Ns1 and Ns2 of the transformers T1 and T2 have the same two as the primary windings Np1 and Np2, and the primary windings Np1 and Np2 respectively correspond to the corresponding secondary windings Ns1 and Ns2. It is configured to supply power. These secondary windings Ns1, Ns2 are connected to a rectifier circuit 2 that rectifies the AC output of the transformers T1, T2. The secondary side is substantially the same as the embodiment shown in FIG. The operation is also almost the same as in the embodiment shown in FIG.

なお、本実施例ではトランスＴ１の一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２及び二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２を２つ設け、交流スイッチＳＷ１を１つ設けたが、トランスの一次巻線Ｎｐ及び二次巻線Ｎｓを３つ以上、隣り合う二次巻線Ｎｓ間に交流スイッチＳＷを接続して、コンバータ１のスイッチと同期をとって、ＰＷＭ制御するように構成することは可能である。この際、二次巻線Ｎｓがｎ個に対して、交流スイッチＳＷは（ｎ−１）個になり、交流スイッチＳＷがオンした状態で、最大電圧と最小電圧との差がｎ倍になる。また、本実施例と図１図示実施例とを組み合わせることも可能である。 In this embodiment, two primary windings Np1, Np2 and secondary windings Ns1, Ns2 and one AC switch SW1 are provided for the transformer T1, but the primary winding Np and the secondary winding Ns for the transformer are provided. It is possible to connect the AC switch SW between two or more adjacent secondary windings Ns and perform PWM control in synchronization with the switch of the converter 1. At this time, there are (n-1) AC switches SW for n secondary windings Ns, and the difference between the maximum voltage and the minimum voltage is n times when the AC switch SW is on. . It is also possible to combine this embodiment with the embodiment shown in FIG.

実施例３を図７に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、交流出力を有するコンバータ１を設けてあり、このコンバータ１にトランスＴ１，Ｔ２の一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２を直列に接続してある。また、これらトランスＴ１，Ｔ２の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２は、一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２と同様２つ有し、それぞれの一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２が対応する二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２にそれぞれ電力供給するように構成してある。これら二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２はトランスＴ１，Ｔ２の交流出力を整流する整流回路２に接続してある。二次側については、図１図示実施例並びに実施例２とほぼ同様であるため、説明を省略する。なお、作用についても図１図示実施例並びに実施例２とほぼ同様である。 Example 3 is shown in FIG. The switching power supply according to this embodiment is provided with a converter 1 having an AC output, and primary windings Np1, Np2 of transformers T1, T2 are connected in series to the converter 1. Further, the secondary windings Ns1 and Ns2 of the transformers T1 and T2 have the same two as the primary windings Np1 and Np2, and the primary windings Np1 and Np2 respectively correspond to the corresponding secondary windings Ns1 and Ns2. It is configured to supply power. These secondary windings Ns1, Ns2 are connected to a rectifier circuit 2 that rectifies the AC output of the transformers T1, T2. Since the secondary side is almost the same as the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment 2, the description is omitted. The operation is almost the same as the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment 2.

実施例４を図８に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、交流出力を有するコンバータ１−１，及びコンバータ１−２がそれぞれ同期を取って動作する場合に有効な回路手段である。これらコンバータ１−１，１−２にそれぞれトランスＴ１，Ｔ２の一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２を接続してある。また、これらトランスＴ１，Ｔ２の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２は、一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２と同様２つ有し、それぞれの一次巻線Ｎｐ１，Ｎｐ２が対応する二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２にそれぞれ電力供給するように構成してある。これら二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２はトランスＴ１，Ｔ２の交流出力を整流する整流回路２に接続してある。二次側については、図１図示実施例、実施例２並びに実施例３とほぼ同様であるため、説明を省略する。なお、作用についても図１図示実施例、実施例２並びに実施例３とほぼ同様である。 Example 4 is shown in FIG. The switching power supply apparatus according to this embodiment is an effective circuit means when converters 1-1 and 1-2 having an AC output operate in synchronization with each other. Primary converters Np1 and Np2 of transformers T1 and T2 are connected to these converters 1-1 and 1-2, respectively. Further, the secondary windings Ns1 and Ns2 of the transformers T1 and T2 have the same two as the primary windings Np1 and Np2, and the primary windings Np1 and Np2 respectively correspond to the corresponding secondary windings Ns1 and Ns2. It is configured to supply power. These secondary windings Ns1, Ns2 are connected to a rectifier circuit 2 that rectifies the AC output of the transformers T1, T2. Since the secondary side is substantially the same as the embodiment shown in FIG. 1, Example 2 and Example 3, description thereof will be omitted. The operation is also substantially the same as the embodiment shown in FIG. 1, Example 2 and Example 3.

実施例５を図９に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、交流出力を有するコンバータ１を設けてあり、このコンバータ１にトランスＴ１の一次巻線Ｎｐ１を接続してある。また本実施例では、このトランスＴ１に二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２を２つ有し、これら二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２はトランスＴ１の交流出力を整流する整流回路２に接続してある。 Example 5 is shown in FIG. The switching power supply according to this embodiment is provided with a converter 1 having an AC output, and a primary winding Np1 of a transformer T1 is connected to the converter 1. In this embodiment, the transformer T1 has two secondary windings Ns1 and Ns2, and these secondary windings Ns1 and Ns2 are connected to a rectifier circuit 2 that rectifies the AC output of the transformer T1.

整流回路２は出力チョークＬｏと平滑コンデンサＣｏを設けてあるとともに、Ｈ型のブロック回路を形成し、具体的には、図１図示実施例と同様に、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１、並びにダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４とトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ２でＨ型のブロック回路を形成してある。 The rectifier circuit 2 is provided with an output choke Lo and a smoothing capacitor Co, and forms an H-type block circuit. Specifically, as in the embodiment shown in FIG. 1, diodes D1, D2, D3, D4 and a transformer The secondary winding Ns1 of T1, the diodes D11, D12, D13, and D14 and the secondary winding Ns2 of the transformer T1 form an H-type block circuit.

この実施例では、第二のトランスＴ１１の一次巻線Ｎｐ１１を第一のトランスＴ１の一次巻線Ｎｐ１と並列に接続してある。第二のトランスＴ１１の第一の二次巻線Ｎｐ１１は、第一のトランスＴ１の第一の二次巻線Ｎｐ１に接続するダイオードＤ２，Ｄ４のアノードに接続してある。また、この第二巻線Ｎｐ１１を中心にＨ型のブロック回路を形成し、ダイオードＤ２，Ｄ４のアノードとダイオードＤ５，Ｄ６のカソードを接続してある。 In this embodiment, the primary winding Np11 of the second transformer T11 is connected in parallel with the primary winding Np1 of the first transformer T1. The first secondary winding Np11 of the second transformer T11 is connected to the anodes of the diodes D2 and D4 connected to the first secondary winding Np1 of the first transformer T1. An H-type block circuit is formed around the second winding Np11, and the anodes of the diodes D2 and D4 and the cathodes of the diodes D5 and D6 are connected.

これと同様に、第二のトランスＴ１１の第二の二次巻線Ｎｐ１２は、第一のトランスＴ１の第二の二次巻線Ｎｐ２に接続するダイオードＤ１２，Ｄ１４のアノードに接続してある。また、この第二巻線Ｎｐ１２を中心にＨ型のブロック回路を形成し、ダイオードＤ１２，Ｄ１４のアノードとダイオードＤ１５，Ｄ１６のカソードとを接続してある。第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２は直列に接続してあり、隣り合う二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２間に交流スイッチＳＷ１１を接続してある。コンバータ１並びに交流スイッチＳＷ１１は制御回路３に接続してあり、コンバータ１のスイッチと同期をとって、交流スイッチＳＷ１１でＰＷＭ制御するように構成してある。また、この交流スイッチＳＷ１１は交流スイッチＳＷ１とも同期するようにしてある。 Similarly, the second secondary winding Np12 of the second transformer T11 is connected to the anodes of the diodes D12 and D14 connected to the second secondary winding Np2 of the first transformer T1. An H-type block circuit is formed around the second winding Np12, and the anodes of the diodes D12 and D14 and the cathodes of the diodes D15 and D16 are connected. The secondary windings Ns11 and Ns12 of the second transformer T11 are connected in series, and an AC switch SW11 is connected between the adjacent secondary windings Ns11 and Ns12. The converter 1 and the AC switch SW11 are connected to the control circuit 3, and are configured to perform PWM control with the AC switch SW11 in synchronization with the switch of the converter 1. The AC switch SW11 is synchronized with the AC switch SW1.

以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のような作用をする。なお、このスイッチング電源装置は、第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２の巻き方により作用が異なる。先ず、第一のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２と第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２とが直列になるように接続してある場合、図８における、第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２に実線矢印で示すように電圧がかかる場合について接続する。 The switching power supply device configured as described above operates as follows. The operation of this switching power supply device differs depending on how the secondary windings Ns11 and Ns12 of the second transformer T11 are wound. First, when the secondary windings Ns1, Ns2 of the first transformer T1 and the secondary windings Ns11, Ns12 of the second transformer T11 are connected in series, the second transformer in FIG. Connection is made when a voltage is applied to the secondary windings Ns11 and Ns12 of T11 as indicated by solid arrows.

先ず、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１がオンすると、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ２によるＰＷＭ制御が行われる。交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１によるＰＷＭ制御が開始されると、コンバータ１はオン状態となり、交流スイッチＳＷ１のオン幅は最大になる。図８図示Ｃ点にはトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２のそれぞれにかかる電圧、並びにトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２にかかる電圧が合成され、最大電圧となる。一周期Ｔにおける平均電圧は下記（Ｃ−１）式で示される。
Ｖｏ＝２・｛２Ｅｓ・（ｔ１／Ｔ）＋Ｅｓ・（ｔ２／Ｔ）｝…（Ｃ−１）
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３
最大電圧でＰＷＭ制御している場合、ｔ１＝Ｔ−ｔ３，ｔ２＝０となるため、平均電圧は下記の通りになる。なお、Ｄはデューティである。
Ｖｏ＝２・２Ｅｓ・｛（Ｔ−ｔ３）／Ｔ｝＝４Ｅｓ・Ｄ First, when the AC switches SW1 and SW11 are turned on, PWM control is performed by the AC switches SW1 and SW2. When PWM control by the AC switches SW1 and SW11 is started, the converter 1 is turned on, and the ON width of the AC switch SW1 is maximized. In FIG. 8C, the voltage applied to each of the secondary windings Ns1 and Ns2 of the transformer T1 and the voltage applied to the secondary windings Ns11 and Ns12 of the transformer T11 are combined to obtain a maximum voltage. The average voltage in one period T is expressed by the following equation (C-1).
Vo = 2 · {2Es · (t1 / T) + Es · (t2 / T)} (C-1)
T = t1 + t2 + t3
When PWM control is performed with the maximum voltage, since t1 = T−t3 and t2 = 0, the average voltage is as follows. D is a duty.
Vo = 2 · 2Es · {(T−t3) / T} = 4Es · D

以上のような状態は、Ｃ点の出力電流がＩ_１になるまで、即ち、図３に示す（２）の状態になるまで続く。Ｃ点の出力電流がＩ_１になると、出力電力一定動作が開始される。このとき交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１は、一周期Ｔにおけるオン幅はｔ１であり、Ｃ点では交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１がオンしている際は４Ｅｓとなり、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１がオフしている際は２Ｅｓとなり、平均電圧は上記（Ｃ−１）式となる。 Above-described conditions, until the output current of the point C is I _1, i.e., until a state is shown in FIG. 3 (2). When the output current of the point C is I _1, the output power constant operation is started. At this time, the ON width of the AC switches SW1 and SW11 is t1 in one cycle T. At the point C, the AC switches SW1 and SW11 are 4Es when the AC switches SW1 and SW11 are ON, and when the AC switches SW1 and SW11 are OFF. 2Es, and the average voltage is the above equation (C-1).

出力電力一定動作になり、図３図示の（３）に近づくと、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１はオン幅が最小になり、最小電圧となる。最小電圧でＰＷＭ制御している場合、ｔ１＝０，ｔ２＝Ｔ−ｔ３となるため、平均電圧は下記の通りになる。
Ｖｏ＝２・Ｅｓ・｛（Ｔ−ｔ３）／Ｔ｝＝２Ｅｓ・Ｄ
即ち、最小電圧は最大電圧の１／２になる。 When the output power becomes constant and approaches (3) in FIG. 3, the AC switches SW1 and SW11 have the minimum ON width and the minimum voltage. When PWM control is performed with the minimum voltage, since t1 = 0 and t2 = T−t3, the average voltage is as follows.
Vo = 2 · Es · {(T−t3) / T} = 2Es · D
That is, the minimum voltage is ½ of the maximum voltage.

最小電圧になると交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１がオフし、定電流モードになる。定電流モードに入ると、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１はオフし、コンバータ１でＰＷＭ制御をする。以上の作用を繰り返すことにより、定電力出力を供給することができる。 When the minimum voltage is reached, the AC switches SW1 and SW11 are turned off and the constant current mode is set. When the constant current mode is entered, the AC switches SW1 and SW11 are turned off, and the converter 1 performs PWM control. By repeating the above operation, a constant power output can be supplied.

続いて、第一のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２と第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２とが並列になるように接続してある場合、図９における、第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２の向きを変えて接続し、点線矢印で示すように電圧がかかるようにした場合について接続する。 Subsequently, when the secondary windings Ns1 and Ns2 of the first transformer T1 and the secondary windings Ns11 and Ns12 of the second transformer T11 are connected in parallel, the second winding in FIG. The secondary windings Ns11 and Ns12 of the transformer T11 are connected by changing the direction, and the voltage is applied as shown by the dotted arrows.

先ず、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１がオンすると、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１によるＰＷＭ制御が行われる。交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１によるＰＷＭ制御が開始されると、コンバータ１はオン状態となり、交流スイッチＳＷ１のオン幅は最大になる。図９図示Ｃ点にはトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２間、並びにトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２間にかかる電圧が合成され、最大電圧となる。一周期Ｔにおける平均電圧は下記（Ｃ−２）式で示される。
Ｖｏ＝２Ｅｓ・（ｔ１／Ｔ）＋Ｅｓ・（ｔ２／Ｔ）…（Ｃ−２）
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３
最大電圧でＰＷＭ制御している場合、ｔ１＝Ｔ−ｔ３，ｔ２＝０となるため、平均電圧は下記の通りになる。なお、Ｄはデューティである。
Ｖｏ＝２Ｅｓ・｛（Ｔ−ｔ３）／Ｔ｝＝２Ｅｓ・Ｄ First, when the AC switches SW1 and SW11 are turned on, PWM control is performed by the AC switches SW1 and SW11. When PWM control by the AC switches SW1 and SW11 is started, the converter 1 is turned on, and the ON width of the AC switch SW1 is maximized. The voltage applied between the secondary windings Ns1 and Ns2 of the transformer T1 and between the secondary windings Ns11 and Ns12 of the transformer T11 is synthesized at the point C shown in FIG. 9 and becomes the maximum voltage. The average voltage in one period T is expressed by the following equation (C-2).
Vo = 2Es · (t1 / T) + Es · (t2 / T) (C-2)
T = t1 + t2 + t3
When PWM control is performed with the maximum voltage, since t1 = T−t3 and t2 = 0, the average voltage is as follows. D is a duty.
Vo = 2Es · {(T−t3) / T} = 2Es · D

一方、出力電流は、トランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２間にかかる電圧と、トランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２間にかかる電圧とが同方向にかかるため、第一のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２と第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２とが直列になるように接続した場合と比べて２倍になる。よって、以上のような状態は、Ｃ点の出力電流がＩ_１＝２Ｉになるまで続く。 On the other hand, since the voltage applied between the secondary windings Ns1, Ns2 of the transformer T1 and the voltage applied between the secondary windings Ns11, Ns12 of the transformer T11 are applied in the same direction, the output current of the first transformer T1 The secondary windings Ns1 and Ns2 and the secondary windings Ns11 and Ns12 of the second transformer T11 are doubled as compared with the case where they are connected in series. Therefore, the above state continues until the output current at point C reaches I ₁ = 2I.

Ｃ点の出力電流が２Ｉになると、出力電力一定動作が開始される。このとき交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１は、一周期Ｔにおけるオン幅はｔ１であり、Ｃ点では交流スイッチＳＷ１がオンしている際は２Ｅｓとなり、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１がオフしている際、しばらくの間第一のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２、及び第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２に電流が流れ、その間Ｃ点の電圧はＥｓとなり、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１がオフし、第一のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１，Ｎｓ２並びに第二のトランスＴ１１の二次巻線Ｎｓ１１，Ｎｓ１２に電流が流れなくなるとＣ点での電圧は０となる。なお、平均電圧は上記（Ｃ−２）式となる。 When the output current at point C reaches 2I, the output power constant operation is started. At this time, the AC switches SW1 and SW11 have an ON width of t1 in one cycle T. At the point C, the AC switch SW1 and SW11 are 2Es when the AC switch SW1 is ON, and when the AC switches SW1 and SW11 are OFF, During this period, current flows through the secondary windings Ns1 and Ns2 of the first transformer T1 and the secondary windings Ns11 and Ns12 of the second transformer T11. During that time, the voltage at the point C becomes Es, and the AC switches SW1 and SW11 are turned off. When no current flows through the secondary windings Ns1 and Ns2 of the first transformer T1 and the secondary windings Ns11 and Ns12 of the second transformer T11, the voltage at the point C becomes zero. In addition, an average voltage becomes said Formula (C-2).

出力電力一定動作になり、図３図示の（３）に近づくと、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１はオン幅が最小になり、最小電圧となる。最小電圧でＰＷＭ制御している場合、ｔ１＝０，ｔ２＝Ｔ−ｔ３となるため、平均電圧は下記の通りになる。
Ｖｏ＝Ｅｓ・｛（Ｔ−ｔ３）／Ｔ｝＝Ｅｓ・Ｄ
即ち、最小電圧は最大電圧の１／２になる。 When the output power becomes constant and approaches (3) in FIG. 3, the AC switches SW1 and SW11 have the minimum ON width and the minimum voltage. When PWM control is performed with the minimum voltage, since t1 = 0 and t2 = T−t3, the average voltage is as follows.
Vo = Es · {(T−t3) / T} = Es · D
That is, the minimum voltage is ½ of the maximum voltage.

なお、本実施例ではトランスＴ１，Ｔ１１を２つ並列に接続して設け、交流スイッチＳＷ１，ＳＷ１１も同様に並列に接続して２つ設けたが、トランスＴを３つ以上並列に接続して、コンバータ１のスイッチと同期をとって、ＰＷＭ制御するように構成することは可能であり、この際、トランスＴがｎ個に対して、交流スイッチＳＷはｎ個になり、交流スイッチＳＷがオンした状態で、最大電圧と最小電圧との差がｎ倍になる。 In this embodiment, two transformers T1 and T11 are connected in parallel and two AC switches SW1 and SW11 are connected in parallel, but three or more transformers T are connected in parallel. The PWM control can be performed in synchronization with the switch of the converter 1. At this time, the number of the transformer T is n, the number of the AC switches SW is n, and the AC switch SW is turned on. In this state, the difference between the maximum voltage and the minimum voltage becomes n times.

ｎ個のトランスＴの二次巻線Ｎｓを直列巻きにすると出力電流はトランスＴが１個の場合と同じであるが、出力電圧はトランスが１個の場合のｎ倍になる。また、ｎ個のトランスＴの二次巻線Ｎｓを並列巻きにすると出力電圧はトランスＴが１個の場合と同じであるが、出力電流はトランスが１個の場合のｎ倍になる。 When the secondary windings Ns of n transformers T are connected in series, the output current is the same as when one transformer T is used, but the output voltage is n times that when one transformer is used. Further, when the secondary windings Ns of n transformers T are arranged in parallel, the output voltage is the same as when one transformer T is used, but the output current is n times that when one transformer is used.

さらに、この実施例４と実施例１とを組み合わせることが可能であり、各トランスＴの二次巻線Ｎｓを４つ以上、隣り合う二次巻線Ｎｓ間に交流スイッチＳＷを接続するとともに、トランスＴを３つ以上並列に接続して、コンバータ１のスイッチと同期をとって、ＰＷＭ制御するように構成することは可能であり、この際、二次巻線Ｎｓがｎ個、トランスＴがｍ個に対して、交流スイッチＳＷは（ｎ−１）・ｍ個になり、交流スイッチＳＷがオンした状態で、最大電圧と最小電圧との差がｎ・ｍ倍になる。 Further, it is possible to combine the fourth embodiment and the first embodiment, and connecting four or more secondary windings Ns of each transformer T, and connecting an AC switch SW between adjacent secondary windings Ns, It is possible to connect three or more transformers T in parallel and perform PWM control in synchronism with the switch of the converter 1. At this time, n secondary windings Ns and transformer T For m, the number of AC switches SW is (n−1) · m, and the difference between the maximum voltage and the minimum voltage becomes n · m times when the AC switch SW is turned on.

また、この実施例５は実施例２乃至実施例４と組み合わせることも可能である。 Further, the fifth embodiment can be combined with the second to fourth embodiments.

本発明のスイッチング電源装置は、定電力出力等において、コンバータの一次スイッチのパルス幅は固定のままで出きるため、実効値電流の増加を防ぐことができる効果がある。更に本方式はコンバータを１つ備えてあれば、交流スイッチのＰＷＭ制御ができることから、スイッチング電源装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。 The switching power supply device of the present invention has an effect of preventing an increase in the effective value current because the pulse width of the primary switch of the converter can be kept fixed at constant power output or the like. Furthermore, if this system is provided with one converter, PWM control of the AC switch can be performed, so that the switching power supply device can be reduced in size and cost.

本発明に係るスイッチング電源における発明を実施するための最良の形態の回路図である。1 is a circuit diagram of the best mode for carrying out the invention in a switching power supply according to the present invention; FIG. 図１図示実施形態の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of the embodiment shown in FIG. 1. 図１図示実施形態の出力特性図である。1 is an output characteristic diagram of the embodiment shown in FIG. 図３図示出力特性における図１図示Ａ点の出力波形図である。FIG. 4 is an output waveform diagram at point A shown in FIG. 1 in the output characteristics shown in FIG. 図１図示実施例とは別の実施例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment different from the embodiment shown in FIG. 1. 同じく別の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which similarly shows another Example. 同じく別の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which similarly shows another Example. 同じく別の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which similarly shows another Example. 同じく別の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which similarly shows another Example. 従来例を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the prior art example. 図１０図示従来例の動作波形図である。FIG. 11 is an operation waveform diagram of the conventional example shown in FIG. 10. 図１０図示従来例とは別の従来例を示した回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional example different from the conventional example shown in FIG. 10.

符号の説明Explanation of symbols

Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６ダイオード
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｄ１６ダイオード
Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４ダイオード
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ１１交流スイッチ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１１トランス
１，１−１，１−２，１−３コンバータ
２整流回路
３制御回路 D1, D2, D3, D4, D5, D6 Diodes D11, D12, D13, D14, D15, D16 Diodes D21, D22, D23, D24 Diodes SW1, SW2, SW11 AC switches T1, T2, T3, T11 Transformers 1, 1 -1, 1-2, 1-3 Converter 2 Rectifier circuit 3 Control circuit

Claims

交流出力を有するコンバータにトランスの一次巻線を接続し、このトランスの二次巻線に該トランスの交流出力を整流する整流回路を接続してあるスイッチング電源装置において、前記トランスの二次巻線を複数設けて、これらを直列に接続し、隣り合う二次巻線間に交流スイッチを接続して、前記コンバータのスイッチと同期をとって、ＰＷＭ制御するように構成してあることを特徴とするスイッチング電源装置。 A switching power supply in which a primary winding of a transformer is connected to a converter having an AC output, and a rectifier circuit for rectifying the AC output of the transformer is connected to a secondary winding of the transformer. And a plurality of these are connected in series, an AC switch is connected between adjacent secondary windings, and the PWM control is performed in synchronization with the converter switch. Switching power supply.

前記コンバータに接続したトランスの一次巻線を複数設け、これらに対応する前記トランスの二次巻線を前記一次巻線と同数又はそれ以上設け、前記一次巻線を並列又は直列に接続し、それぞれの一次巻線が対応する前記二次巻線にそれぞれ電力供給するように構成してあることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。 A plurality of primary windings of the transformer connected to the converter are provided, and the secondary windings of the corresponding transformers are provided in the same number or more as the primary windings, and the primary windings are connected in parallel or in series, respectively. 2. The switching power supply device according to claim 1, wherein each of the primary windings supplies power to the corresponding secondary winding.

前記コンバータを複数設け、それぞれのコンバータにトランスの一次巻線を接続し、これらに対応する前記トランスの二次巻線を前記一次巻線と同数又はそれ以上設け、前記一次巻線を並列又は直列に接続し、それぞれの一次巻線が対応する前記二次巻線にそれぞれ電力供給するように構成してあることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。 A plurality of the converters are provided, a primary winding of the transformer is connected to each converter, the secondary windings of the transformer corresponding thereto are provided in the same number or more as the primary windings, and the primary windings are arranged in parallel or in series. The switching power supply according to claim 1, wherein each of the primary windings is configured to supply power to the corresponding secondary winding.

前記トランスの二次巻線を複数設け、これらを直列に接続し、隣り合う二次巻線間に交流スイッチを接続し、前記トランスの二次巻線に該トランスの交流出力を整流する整流回路を接続した回路を構成し、この回路を複数設けて、並列に接続してあるとともに、これら回路に設けたトランスの一次巻線を並列又は直列に接続してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスイッチング電源。 A rectifier circuit that provides a plurality of secondary windings of the transformer, connects them in series, connects an AC switch between adjacent secondary windings, and rectifies the AC output of the transformer to the secondary winding of the transformer 2. A circuit in which a plurality of circuits are provided and connected in parallel, and a primary winding of a transformer provided in these circuits is connected in parallel or in series. 4. The switching power supply according to any one of items 3 to 3.