JP2009201331A - スイッチング電源回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】スイッチング電源回路においてスイッチング素子が起動した後の起動抵抗の電力損失を無くす。
【解決手段】電源投入から遅れて起動抵抗R2への電圧印加を自動的にオフとする遅延オフ手段を備える。遅延オフ手段が、コンデンサC2と、起動用トランス103とで構成されている。起動用トランス103の一次巻線103aの一端が、平滑コンデンサC1の一端(例えば高電位側出力端)に接続され、該一次巻線103aの他端が、コンデンサC2の一端(例えば高電位側出力端)に接続されている。起動用トランス103の二次巻線103bの一端が、コンデンサC2の他端(例えば低電位側出力端)に接続され、該ニ次巻線103bの他端が、起動抵抗R1に接続されている。
【選択図】図2
【解決手段】電源投入から遅れて起動抵抗R2への電圧印加を自動的にオフとする遅延オフ手段を備える。遅延オフ手段が、コンデンサC2と、起動用トランス103とで構成されている。起動用トランス103の一次巻線103aの一端が、平滑コンデンサC1の一端(例えば高電位側出力端)に接続され、該一次巻線103aの他端が、コンデンサC2の一端(例えば高電位側出力端)に接続されている。起動用トランス103の二次巻線103bの一端が、コンデンサC2の他端(例えば低電位側出力端)に接続され、該ニ次巻線103bの他端が、起動抵抗R1に接続されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、スイッチング電源回路に関する。
一般に、スイッチング電源回路には、商用電源からの交流電圧が整流且つ平滑された直流電圧をトランスの一次巻線に供給するか否かを制御するためのスイッチング素子が備えられる。スイッチング電源回路には、スイッチング素子を起動させる手段が必要となる。例えば特許文献1によれば、直流電源の高電位側出力端に一端が接続される抵抗と、その抵抗の他端と直流電源の低電位側出力端との間に接続されるコンデンサとを備えた起動回路により、スイッチング素子であるFET(Field Effect Transistor)が起動する。
ところで、起動抵抗に発生した電圧によってスイッチング素子を起動する方法が考えられる。具体的には、例えば、図1に示す回路が考えられる。
すなわち、整流回路2に接続された平滑コンデンサC1の高電位側出力端に、直列に接続された起動抵抗R1及びR2のうちの起動抵抗R1の一端と、二次巻線4bが負荷6側に接続されているトランス4の一次巻線4aの一端とが接続されている。平滑コンデンサC1の低電位側出力端に、起動抵抗R2の他端と、MOS FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)101のソース端子が電流制限抵抗R3を介して接続されている。起動抵抗R2の一端に、MOS FET101のゲート端子が接続されている。この構成により、商用電源がターンオンしたときに、平滑コンデンサC1からの直流電圧VDCが起動抵抗R1及びR2に分圧され、起動抵抗R2に発生した分圧電圧VR2が、MOS FET101のゲート電圧(閾値電圧)を越えたときに、MOS FET101が起動する(初めてターンオンする)。
MOS FET101が起動した後は、起動抵抗R1及びR2は実質不要である。しかし、図1の構成によれば、MOS FET101の起動後も、常に、平滑コンデンサC1からの直流電圧VDCが起動抵抗R1及びR2に印加され、故に、電力損失が生じる。
従って、本発明の目的は、スイッチング電源回路においてスイッチング素子が起動した後の起動抵抗の電力損失を無くすことにある。
第一の観点では、スイッチング電源回路は、二次巻線が負荷側に接続されている第一のトランスと、商用電源からの交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、整流回路から出力された直流電圧を平滑する平滑手段と、電源投入時に印加される起動抵抗と、前記第一のトランスの一次巻線に供給する前記平滑手段からの直流電圧を開閉する(前記平滑手段からの直流電圧を前記第一のトランスの一次巻線に供給するか否かを制御するため)のスイッチング素子であって、前記起動抵抗の一端に接続されており(例えば、そのオン/オフ制御用端子が前記起動抵抗の一端に接続されており)、前記起動抵抗に発生した電圧がかかることにより起動するスイッチング素子(例えば、前記起動抵抗に発生した電圧がそのオン/オフ制御用端子にかかることにより起動するスイッチング素子)と、前記電源投入から遅れて前記起動抵抗への電圧印加を自動的にオフとする遅延オフ手段とを備える。
第二の観点では、第一の観点において、前記遅延オフ手段が、前記電源投入時にのみ誘導起電力を発生することにより、前記電源投入から遅れて前記起動抵抗への電圧印加を自動的にオフとする。
第三の観点では、第二の観点において、前記遅延オフ手段が、コンデンサと、第二のトランスとで構成されている。前記第二のトランスの一次巻線の一端が、前記平滑手段の一端(例えば高電位側出力端)に接続され、該一次巻線の他端が、前記コンデンサの一端(例えば高電位側出力端)に接続されている。前記第二のトランスの二次巻線の一端が、前記コンデンサの他端(例えば低電位側出力端)に接続され、該ニ次巻線の他端が、前記起動抵抗に接続されている。
図2は、本発明の一実施形態に係る自励発振型スイッチング電源回路を示す。
この自励発振型スイッチング電源回路は、リンギングチョークコンバータ(RCC)方式の電源回路である。この電源回路は、整流回路2と、平滑コンデンサC1と、トランス4と、MOS FET101と、起動抵抗R1及びR2と、トランジスタ107とを備える。
整流回路2は、商用電源101からの交流電圧を全波整流して直流電圧に変換する。平滑コンデンサC1は、整流回路2から出力された直流電圧を平滑する。
トランス4の一次巻線4aの一端が、平滑コンデンサC1の高電位側出力端に接続され、その一次巻線4aの他端が、MOS FET101のドレイン端子に接続されている。トランス4の二次巻線4bの一端に、整流用のダイオードD2の一端が接続されており、ダイオードD2の他端に、コンデンサC3の一端及び負荷6が接続されている。二次巻線4bの他端に、コンデンサC3の他端及び負荷6が接続されている。図示しないが、コンデンサC3の両端に、電圧検出回路5が接続されている。電圧検出回路5は、トランジスタ107のオン/オフを制御するフォトカプラ7を有する。
起動抵抗R1及びR2は、MOS FET101の起動のための抵抗である。具体的には、起動抵抗R1及びR2は直列に接続されており、起動抵抗R2の一端(及び起動抵抗R1の他端)が、MOS FET101のゲート端子に接続されている。
MOS FET101は、トランス4の一次巻線4aに供給される電圧を開閉するスイッチング素子である。MOS FET101の起動後、MOS FET101のオン/オフは、トランジスタ107のオン/オフによって制御される。トランジスタ107のオン/オフは、電圧検出回路5に備えられるフォトカプラ7によって制御される。
本実施形態に係る電源回路には、起動用トランス103とコンデンサC2とが備えられる。起動用トランス103は、電源投入時にのみ誘導起電力を発生するよう構成されている。ここで言う「電源投入」とは、平滑コンデンサC1から起動用トランス103に通電を生じさせることであり、具体的な態様は問わない。すなわち、電源投入は、商用電源301の電源投入(例えば電源プラグをコンセントに接続する)であっても良いし、平滑コンデンサ3の高電位側出力端と起動用トランス103との間にスイッチを設けそのスイッチをターンオンすることであっても良い。
起動用トランス103の一次巻線103aの一端が、平滑コンデンサC1の高電位側出力端に接続されており、一次巻線103aの他端が、コンデンサC2の一端に接続されている。起動用トランス103の二次巻線103bの一端が、コンデンサC2の他端に接続されており、二次巻線103bの他端が、起動抵抗R1の一端に接続されている。
以下、電源が投入された場合に行われる動作を説明する。
電源が投入されると、商用電源301からの交流電圧がダイオードブリッジ2で全波整流され、電解コンデンサC1で平滑され、直流電圧VDCが生成される。その直流電圧VDCが、起動用トランス103の一次巻線103aに印加されると、誘導起電力が発生し、起動用トランス103の二次巻線103bから起動抵抗R1及びR2に誘導電流が流れる。つまり、起動抵抗R1及びR2にそれぞれ電圧が発生する。起動抵抗R2に発生した電圧VR2が、MOS FET101のゲート電圧VGS(閾値電圧)に達すると、MOS FET101がターンオンし、トランス4の一次巻線4aに電流が流れる。すると、トランス4の補助巻線4cに誘導起電力が発生し、MOS FET101のゲート端子に電圧が印加され、MOS FET101はオン状態を維持する。
以上、上述した実施形態によれば、起動用トランス103には、電源投入直後にのみ誘導起電力が発生し、その後、平滑コンデンサC1からの電圧は直流(リップル成分を持った脈流)である。このため、起動後は、起動抵抗R1及びR2に実質的に電力損失は発生しない。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。本発明に係る電源回路は、プリンタなど種々の電子機器の電源として利用可能である。
3…整流回路 101…MOS FET、103…起動用トランス R1,R2…起動抵抗 R3…電流制限抵抗 C1,C2,C3…コンデンサ 6…負荷
Claims (3)
- 二次巻線が負荷側に接続されている第一のトランスと、
商用電源からの交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、
前記整流回路から出力された直流電圧を平滑する平滑手段と、
電源投入時に印加される起動抵抗と、
前記第一のトランスの一次巻線に供給する前記平滑手段からの直流電圧を開閉するスイッチング素子であって、前記起動抵抗の一端に接続されており、前記起動抵抗に発生した電圧により起動するスイッチング素子と、
前記電源投入から遅れて前記起動抵抗への電圧印加をオフとする遅延オフ手段と
を備えるスイッチング電源回路。 - 前記遅延オフ手段が、前記電源投入時にのみ誘導起電力を発生することにより、前記電源投入から遅れて前記起動抵抗への電圧印加をオフとする、
請求項1記載のスイッチング電源回路。 - 前記遅延オフ手段が、
コンデンサと、
一次巻線の一端が前記平滑手段の一端に接続され、該一次巻線の他端が前記コンデンサの一端に接続され、二次巻線の一端が前記コンデンサの他端に接続され、該ニ次巻線の他端が前記起動抵抗に接続された第二のトランスと
で構成されている、
請求項2記載のスイッチング電源回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008043353A JP2009201331A (ja) | 2008-02-25 | 2008-02-25 | スイッチング電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008043353A JP2009201331A (ja) | 2008-02-25 | 2008-02-25 | スイッチング電源回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009201331A true JP2009201331A (ja) | 2009-09-03 |
Family
ID=41144240
Family Applications (1)
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JP2008043353A Pending JP2009201331A (ja) | 2008-02-25 | 2008-02-25 | スイッチング電源回路 |
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JP (1) | JP2009201331A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104426336A (zh) * | 2013-08-29 | 2015-03-18 | 科域半导体有限公司 | 开关转换电路 |
US10408191B2 (en) | 2016-03-21 | 2019-09-10 | General Electric Company | Wind pitch adjustment system |
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2008
- 2008-02-25 JP JP2008043353A patent/JP2009201331A/ja active Pending
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