JP2010063272A - Switching power supply device - Google Patents

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省吾 徳川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and inexpensive switching power supply device that maintains a DC output voltage for a relatively long period even when an instantaneous voltage drop or the like occurs. <P>SOLUTION: The switching power supply device 1 includes an input voltage monitoring part 4 and a delay capacitor C<SB>D</SB>. The input voltage monitoring part monitors a DC voltage V<SB>DC</SB>so as to stop switching operation, executed under the control of a control part 2, of a switching element Q if an AC input voltage V<SB>ACIN</SB>drops. The delay capacitor C<SB>D</SB>delays the switching operation stop, executed by the input voltage monitoring part, during a period from the time when the DC voltage V<SB>DC</SB>becomes less than a prescribed set voltage until the time when the switching operation is stopped. Hence, the output holding time of a DC output voltage V<SB>DCOUT</SB>is extended. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、交流入力電圧を直流出力電圧に変換して出力するスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply device that converts an AC input voltage into a DC output voltage and outputs the converted voltage.

スイッチング電源装置は、その用途に応じて種々のものが使用されている。例えば、図４に示すスイッチング電源装置１’は、交流入力電圧ＶACINを直流出力電圧ＶDCOUTに変換して出力するものである。このスイッチング電源装置１’では、交流入力電圧ＶACINが瞬間的に低下または停止（以下、「瞬低等」という）して直流電圧ＶDC（交流入力電圧ＶACINが整流・平滑された後の直流電圧）が所定の検知電圧を下回ると、入力電圧監視部４’が制御部２’の電源電圧ＶCCを低下させるようになっている。そして、制御部２’の制御下にあるスイッチング素子Ｑのスイッチング動作が停止し、直流出力電圧ＶDCOUTの出力を安全に停止させることができる（例えば、特許文献１参照）。 Various switching power supply devices are used depending on the application. For example, the switching power supply device 1 ′ shown in FIG. 4 converts the AC input voltage V ACIN into a DC output voltage V DCOUT and outputs it. In this switching power supply device 1 ′, the AC input voltage V ACIN drops or stops (hereinafter referred to as “instantaneous drop”) instantaneously, and the DC voltage V DC (after the AC input voltage V ACIN is rectified and smoothed) When the (DC voltage) falls below a predetermined detection voltage, the input voltage monitoring unit 4 ′ reduces the power supply voltage V CC of the control unit 2 ′. Then, the switching operation of the switching element Q under the control of the control unit 2 ′ is stopped, and the output of the DC output voltage V DCOUT can be safely stopped (see, for example, Patent Document 1).

具体的には、直流電圧ＶDCの低下にともなって抵抗Ｒ6の両端電圧が低下すると、第３トランジスタＴＲ3のベース−エミッタ間電圧（ＶBE3）が上昇する。そして、電圧ＶBE3が所定の電圧（例えば、０．６５Ｖ）を超えると第３トランジスタＴＲ3がオン状態となって制御部２’の電源電圧ＶCCを低下させる。これにより、制御部２’の制御下にあるスイッチング素子Ｑのスイッチング動作が停止し、直流出力電圧ＶDCOUTの出力が停止する。 Specifically, when the voltage across the resistor R 6 decreases as the DC voltage V DC decreases, the base-emitter voltage (V BE3 ) of the third transistor TR 3 increases. When the voltage V BE3 exceeds a predetermined voltage (for example, 0.65 V), the third transistor TR 3 is turned on and the power supply voltage V CC of the control unit 2 ′ is lowered. As a result, the switching operation of the switching element Q under the control of the control unit 2 ′ is stopped, and the output of the DC output voltage V DCOUT is stopped.

制御部として、例えば富士電機（株）製のスイッチング電源制御用ＩＣ「ＦＡ５５１５」を使用し、第３トランジスタＴＲ3のエミッタを該ＩＣのＣＴＬ端子に接続することもある（図５参照）。この構成では、直流電圧ＶDCが低下して第３トランジスタＴＲ3がオン状態になるとＣＴＬ端子の電圧が引き下げられ、これに応じて制御部２”はスイッチング素子Ｑのスイッチング動作を停止させる。つまり、この構成においても、瞬低等が発生した場合に、直流出力電圧ＶDCOUTの出力を安全に停止させることができる。 For example, a switching power supply control IC “FA5515” manufactured by Fuji Electric Co., Ltd. may be used as the control unit, and the emitter of the third transistor TR 3 may be connected to the CTL terminal of the IC (see FIG. 5). In this configuration, when the DC voltage V DC decreases and the third transistor TR 3 is turned on, the voltage at the CTL terminal is lowered, and the control unit 2 ″ stops the switching operation of the switching element Q accordingly. Even in this configuration, the output of the DC output voltage V DCOUT can be safely stopped when an instantaneous drop or the like occurs.

なお、図４および図５に示すスイッチング電源装置１’、１”は、いずれも交流入力電圧ＶACINが瞬低等の状態から復帰すると第３トランジスタＴＲ3がオフ状態となる。そして、制御部２’または２”によるスイッチング素子Ｑのスイッチング動作が開始され、直流出力電圧ＶDCOUTの出力が再開される。
特開２００６−１０９５９８号公報 4 and 5, the third transistor TR 3 is turned off when the AC input voltage V ACIN returns from a state such as a momentary drop in the switching power supply devices 1 ′ and 1 ″ shown in FIGS. The switching operation of the switching element Q by 2 ′ or 2 ″ is started, and the output of the DC output voltage V DCOUT is resumed.
JP 2006-109598 A

ところで、一般にスイッチング電源装置には、交流入力電圧ＶACINに瞬低等が発生した場合においても、ある程度の時間は所定の直流出力電圧ＶDCOUTを出力し続けることが求められている。 By the way, in general, a switching power supply is required to continue to output a predetermined DC output voltage V DCOUT for a certain period of time even when an instantaneous drop or the like occurs in the AC input voltage V ACIN .

この点、図４および図５に示す従来のスイッチング電源装置１’、１”において瞬低等が発生すると、直流電圧ＶDCは、スイッチング動作が正常に行えなくなる程低下するより先に所定の検知電圧未満となり、入力電圧監視部４’、４”によってスイッチング素子Ｑのスイッチング動作が停止させられてしまっていた。したがって、入力電圧監視部４’、４”を備えた従来のスイッチング電源装置１’、１”において、より長時間にわたって直流出力電圧ＶDCOUTを維持したい場合は、平滑コンデンサＣ1の静電容量を大幅に増加させることにより、直流電圧ＶDCが検知電圧未満となるまでの時間を延長させる必要があった。しかしながら、平滑コンデンサＣ1の大容量化には、装置が高コスト化および大形化するという問題があった。 In this regard, when an instantaneous drop or the like occurs in the conventional switching power supply devices 1 ′ and 1 ″ shown in FIGS. 4 and 5, the DC voltage V DC is detected for a predetermined time before it drops so that the switching operation cannot be normally performed. The voltage is less than the voltage, and the switching operation of the switching element Q is stopped by the input voltage monitoring units 4 ′ and 4 ″. Therefore, in the conventional switching power supply apparatus 1 ′, 1 ″ including the input voltage monitoring units 4 ′, 4 ″, when the DC output voltage V DCOUT is to be maintained for a longer time, the capacitance of the smoothing capacitor C 1 is set. It has been necessary to extend the time until the DC voltage V DC becomes less than the detection voltage by greatly increasing the voltage. However, the increase in the capacity of the smoothing capacitor C 1 has a problem that the device is increased in cost and size.

そこで、本発明は、瞬低等が発生した場合においても比較的長時間にわたって出力電圧を維持することができ、しかも小形かつ安価なスイッチング電源装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a small and inexpensive switching power supply device that can maintain an output voltage for a relatively long time even when a voltage sag or the like occurs.

上記課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、交流入力電圧を一次側整流回路で整流、および一次側平滑コンデンサで平滑して直流電圧を発生させ、該直流電圧が所定の設定電圧以上の場合に、トランスの一次巻線に接続されたスイッチング素子で前記直流電圧をスイッチングして前記トランスの二次巻線に交流電圧を誘起させ、さらに該交流電圧を二次側整流・平滑回路で整流および平滑して所定の直流出力電圧を発生させながら、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部に前記直流出力電圧をフィードバックして前記直流出力電圧を一定に保つスイッチング電源装置であって、前記直流電圧を監視して、前記交流入力電圧が低下すると、前記制御部の制御下で行われている前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止させる入力電圧監視部と、前記交流入力電圧が低下してから前記直流電圧が前記設定電圧未満になるまでの間、前記入力電圧監視部による前記スイッチング動作の停止を遅らせる遅延コンデンサとを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a switching power supply according to the present invention generates a DC voltage by rectifying an AC input voltage using a primary side rectifier circuit and smoothing using a primary side smoothing capacitor, and the DC voltage is set to a predetermined value. When the voltage is higher than the voltage, the DC voltage is switched by a switching element connected to the primary winding of the transformer to induce an AC voltage in the secondary winding of the transformer, and the AC voltage is further rectified and smoothed on the secondary side. A switching power supply apparatus that feeds back the DC output voltage to a control unit that controls the switching operation of the switching element and maintains the DC output voltage constant while generating a predetermined DC output voltage by rectifying and smoothing with a circuit. The DC voltage is monitored, and when the AC input voltage decreases, the switching element that is performed under the control of the control unit An input voltage monitoring unit for stopping the switching operation; and a delay capacitor for delaying the stop of the switching operation by the input voltage monitoring unit until the DC voltage becomes less than the set voltage after the AC input voltage decreases. It is provided with.

この構成によれば、交流入力電圧に瞬低等が発生すると、交流入力電圧を一次側整流回路で整流、および一次側平滑コンデンサで平滑して得た直流電圧も低下する。入力電圧監視部は、この直流電圧を監視して、当該直流電圧が予め設定された電圧以下になると、制御部の制御下で行われているスイッチング素子のスイッチング動作を停止させる。本発明によれば、遅延コンデンサによって、入力電圧監視部によるスイッチング動作の停止を遅らせることができるので、交流入力電圧の瞬低等が発生してから直流出力電圧が低下するまでの出力保持時間を延長させることができる。このため、一次側平滑コンデンサの大容量化を図る場合に比べて安価かつ小形に装置を構成しながらも、瞬低等が発生した場合においても、比較的長時間にわたって直流出力電圧を維持することができる。   According to this configuration, when an instantaneous drop or the like occurs in the AC input voltage, the DC voltage obtained by rectifying the AC input voltage with the primary side rectifier circuit and smoothing with the primary side smoothing capacitor also decreases. The input voltage monitoring unit monitors the DC voltage, and stops the switching operation of the switching element performed under the control of the control unit when the DC voltage is equal to or lower than a preset voltage. According to the present invention, since the delay capacitor can delay the stop of the switching operation by the input voltage monitoring unit, the output holding time until the DC output voltage decreases after the instantaneous drop of the AC input voltage or the like occurs. Can be extended. For this reason, it is possible to maintain the DC output voltage for a relatively long time even when an instantaneous drop occurs, while configuring the device at a lower cost and in a smaller size compared to increasing the capacity of the primary-side smoothing capacitor. Can do.

また、上記スイッチング電源装置において、前記入力電圧監視部は、前記設定電圧よりも高い所定の検知電圧に前記直流電圧が低下することで前記交流入力電圧の低下を検知し、前記遅延コンデンサは、前記直流電圧が前記検知電圧から前記設定電圧未満に低下するまでの間、前記入力電圧監視部による前記スイッチング動作の停止を遅らせることが好ましい。
また、前記入力電圧監視部は、前記遅延コンデンサと並列に接続されるとともに、前記直流電圧が前記検知電圧未満に低下すると該遅延コンデンサに蓄積されている電荷を放電する放電抵抗を有し、前記遅延コンデンサの静電容量値と前記放電抵抗の抵抗値との積に比例する放電時間が、前記直流電圧が前記検知電圧から前記設定電圧に低下するまでの時間よりも長いことが好ましい。 Further, in the switching power supply device, the input voltage monitoring unit detects a decrease in the AC input voltage by decreasing the DC voltage to a predetermined detection voltage higher than the set voltage, and the delay capacitor includes the delay capacitor, It is preferable to delay the stop of the switching operation by the input voltage monitoring unit until the DC voltage drops from the detection voltage to less than the set voltage.
The input voltage monitoring unit is connected in parallel with the delay capacitor, and has a discharge resistor for discharging the charge accumulated in the delay capacitor when the DC voltage drops below the detection voltage, The discharge time proportional to the product of the capacitance value of the delay capacitor and the resistance value of the discharge resistor is preferably longer than the time until the DC voltage drops from the detection voltage to the set voltage.

この構成によれば、直流電圧が前記検知電圧未満に低下すると遅延コンデンサに蓄積されている電荷が放電抵抗を介して放電される。したがって、直流電圧が検知電圧から設定電圧に低下するまでの時間よりも放電時間を長くすることで、直流電圧が設定電圧に低下するまで直流出力電圧を保持することができる。ここで、放電時間は、遅延コンデンサの静電容量値と放電抵抗の抵抗値との積に比例することから、抵抗値が比較的大きい放電抵抗を使用することにより、大形かつ高価な大容量の遅延コンデンサを使用することなく、入力電圧監視部によるスイッチング動作の停止を長時間にわたって遅らせることができる。すなわち、この構成によれば、装置の小形化および低コスト化を図ることができる。   According to this configuration, when the DC voltage drops below the detection voltage, the charge accumulated in the delay capacitor is discharged via the discharge resistor. Therefore, by setting the discharge time longer than the time until the DC voltage drops from the detection voltage to the set voltage, the DC output voltage can be held until the DC voltage drops to the set voltage. Here, since the discharge time is proportional to the product of the capacitance value of the delay capacitor and the resistance value of the discharge resistor, a large and expensive large capacity can be obtained by using a discharge resistor having a relatively large resistance value. Without using the delay capacitor, the stop of the switching operation by the input voltage monitoring unit can be delayed for a long time. That is, according to this configuration, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus.

具体的には、前記一次側整流回路および一次側平滑コンデンサが高電位ラインと低電位ラインとの間に配置され、前記直流電圧を前記高電位ライン−低電位ライン間に発生させる上記スイッチング電源装置において、前記入力電圧監視部は、一端が前記高電位ラインに接続され、他端が前記遅延コンデンサおよび前記放電抵抗に接続された分圧抵抗と、ベース−エミッタ間に前記放電抵抗が介装され、コレクタが前記制御部の電源ラインにプルアップされた第１トランジスタと、ベースが前記第１トランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記低電位ラインに接続され、さらにコレクタが前記制御部に接続された第２トランジスタとをさらに有し、前記放電抵抗の両端子のうち前記分圧抵抗と接続された端子と反対側の端子が前記低電位ラインに接続され、前記制御部は、前記第２トランジスタがオン状態である間は前記スイッチング素子によるスイッチング動作を停止させる一方、前記第２トランジスタがオフ状態である間は前記直流出力電圧を一定に保つように前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御し、前記直流電圧が前記検知電圧未満に低下した場合においても、前記遅延コンデンサに蓄積されていた電荷が前記放電抵抗を介して放電されながら、前記放電抵抗の両端電圧が前記第１トランジスタをオン状態にするためのベース−エミッタ間電圧に維持されることにより、前記第１トランジスタがオン状態に、前記第２トランジスタがオフ状態に保持され、前記放電時間が経過するまでの間、前記第２トランジスタがオン状態となるのを遅らせるように構成にすればよい。   Specifically, the switching power supply device in which the primary side rectifier circuit and the primary side smoothing capacitor are disposed between a high potential line and a low potential line, and the DC voltage is generated between the high potential line and the low potential line. The input voltage monitoring unit includes a voltage dividing resistor having one end connected to the high potential line and the other end connected to the delay capacitor and the discharge resistor, and the discharge resistor interposed between a base and an emitter. A first transistor whose collector is pulled up to the power line of the control unit; a base is connected to the collector of the first transistor; an emitter is connected to the low potential line; and a collector is connected to the control unit. A second transistor, and a terminal opposite to the terminal connected to the voltage dividing resistor among the terminals of the discharge resistor is the low power supply. Connected to the line, and the control unit stops the switching operation by the switching element while the second transistor is in an on state, and keeps the DC output voltage constant while the second transistor is in an off state. The switching operation of the switching element is controlled so as to maintain the electric charge stored in the delay capacitor even when the DC voltage drops below the detection voltage, while the discharge resistor discharges the discharge. The voltage across the resistor is maintained at the base-emitter voltage for turning on the first transistor, whereby the first transistor is held in the on state and the second transistor is held in the off state. The second transistor is configured to be delayed from being turned on until time elapses. It is sufficient.

この構成では、前記放電時間が経過して、前記放電抵抗の両端電圧が前記第１トランジスタをオン状態にするためのベース−エミッタ間電圧より小さくなると、前記第１トランジスタがオン状態からオフ状態に、前記第２トランジスタがオフ状態からオン状態に切り替わるのに応じて、前記制御部が前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止させ、前記直流電圧が低下状態から復帰して、前記放電抵抗の両端電圧が前記第１トランジスタをオン状態にするためのベース−エミッタ間電圧以上になると、前記第１トランジスタがオフ状態からオン状態に、前記第２トランジスタがオン状態からオフ状態に切り替わるのに応じて、前記制御部が前記スイッチング素子のスイッチング動作を再開させることができる。   In this configuration, when the discharge time elapses and the voltage across the discharge resistor becomes smaller than the base-emitter voltage for turning on the first transistor, the first transistor changes from the on state to the off state. In response to the switching of the second transistor from the OFF state to the ON state, the control unit stops the switching operation of the switching element, the DC voltage returns from the reduced state, and the voltage across the discharge resistor is When the voltage is higher than the base-emitter voltage for turning on the first transistor, the first transistor is switched from an off state to an on state, and the second transistor is switched from an on state to an off state. The controller can restart the switching operation of the switching element.

本発明によれば、瞬低等が発生した場合においても比較的長時間にわたって出力電圧を維持することができ、しかも小形かつ安価なスイッチング電源装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a small and inexpensive switching power supply device that can maintain an output voltage for a relatively long time even when an instantaneous drop occurs.

以下、添付図面を参照して、本発明に係るスイッチング電源装置の好ましい実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a switching power supply according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１に、交流入力電圧ＶACINを直流出力電圧ＶDCOUTに変換して出力する、本発明に係るスイッチング電源装置の回路図を示す。
スイッチング電源装置１の一次側には、交流入力電圧ＶACINを整流するダイオードブリッジＤＢ（本発明の「一次側整流回路」に相当）と、整流された後の入力電圧を平滑する平滑コンデンサＣ1（本発明の「一次側平滑コンデンサ」に相当）と、トランスＴの一次巻線Ｔ1に接続され、整流および平滑によって得られた直流電圧ＶDCをスイッチングして二次巻線Ｔ2に交流電圧を誘起させるスイッチング素子Ｑと、スイッチング素子Ｑのスイッチング動作を制御する制御部２と、補助電源電圧ＶCCを出力する補助電源部５と、入力電圧監視部４とが備えられている。 FIG. 1 shows a circuit diagram of a switching power supply device according to the present invention that converts an AC input voltage V ACIN into a DC output voltage V DCOUT and outputs the converted voltage.
On the primary side of the switching power supply 1, there are a diode bridge DB (corresponding to the “primary side rectifier circuit” of the present invention) that rectifies the AC input voltage V ACIN, and a smoothing capacitor C 1 that smoothes the rectified input voltage. (Corresponding to the “primary side smoothing capacitor” of the present invention) and the primary winding T 1 of the transformer T, and the DC voltage VDC obtained by rectification and smoothing is switched to exchange the AC with the secondary winding T 2 . A switching element Q that induces a voltage, a control unit 2 that controls the switching operation of the switching element Q, an auxiliary power supply unit 5 that outputs an auxiliary power supply voltage V CC , and an input voltage monitoring unit 4 are provided.

ここで、スイッチング動作は、直流電圧ＶDCが所定の設定電圧以上である場合に限って行われる。すなわち、直流電圧ＶDCが低下し過ぎると、スイッチング素子Ｑのオンデューティが高くなり過ぎて正常なスイッチング動作が行えなくなり、スイッチング動作が停止する。 Here, the switching operation is performed only when the DC voltage V DC is equal to or higher than a predetermined set voltage. That is, if the DC voltage V DC decreases too much, the on-duty of the switching element Q becomes too high to perform normal switching operation, and the switching operation stops.

また、スイッチング電源装置１の二次側には、二次巻線Ｔ2に誘起された交流電圧を整流・平滑する整流ダイオードＤ1および平滑コンデンサＣ2と、直流出力電圧ＶDCOUTの多寡に関する信号を制御部２に伝達する帰還部３とが備えられている。 Further, on the secondary side of the switching power supply device 1, a rectifier diode D 1 and a smoothing capacitor C 2 for rectifying and smoothing the AC voltage induced in the secondary winding T 2 , and a signal relating to the number of DC output voltages V DCOUT. And a feedback unit 3 for transmitting the signal to the control unit 2.

図１に示すように、ダイオードブリッジＤＢおよび平滑コンデンサＣ1は、高電位ラインＬHと低電位ラインＬLとの間に配置されており、直流電圧ＶDCは高電位ラインＬH−低電位ラインＬL間に発生する電圧である。また、一次巻線Ｔ1の一端は高電位ラインＬHに接続され、他端はスイッチング素子Ｑのドレインに接続されている。スイッチング素子Ｑのソースは低電位ラインＬL側に接続され、ゲートは後述する制御部２のＤＲＶ端子に接続されている。 As shown in FIG. 1, the diode bridge DB and the smoothing capacitor C 1 are arranged between the high potential line L H and the low potential line L L , and the DC voltage VDC is the high potential line L H -low potential. This is a voltage generated between the lines L L. One end of the primary winding T 1 is connected to the high potential line L H , and the other end is connected to the drain of the switching element Q. The source of the switching element Q is connected to the low potential line L L side, and the gate is connected to the DRV terminal of the control unit 2 described later.

スイッチング素子Ｑとしては、高速スイッチングが可能な各種の半導体スイッチが使用可能であり、本実施例では一例としてＦＥＴが使用されている。また、制御部２としては、各種のスイッチング電源制御用ＩＣ（または、複数のディスクリート部品を組み合わせたもの）が使用可能であり、本実施例では一例として富士電機（株）製のＩＣ「ＦＡ５５１５」が使用されている。また、帰還部３は、主にフォトカプラおよび増幅器から構成されている。   As the switching element Q, various semiconductor switches capable of high-speed switching can be used. In this embodiment, an FET is used as an example. As the control unit 2, various switching power supply control ICs (or a combination of a plurality of discrete components) can be used. In this embodiment, as an example, an IC “FA5515” manufactured by Fuji Electric Co., Ltd. Is used. The feedback unit 3 is mainly composed of a photocoupler and an amplifier.

制御部２は複数の端子を有しており、このうちＶＣＣ端子は、電源電圧である補助電源電圧ＶCCを入力するための端子である。ＤＲＶ端子は、スイッチング素子Ｑのゲートに駆動信号を出力する端子である。ＦＢ端子は、帰還部３から出力される直流出力電圧ＶDCOUTの多寡に関する信号を受け付ける端子である。 The control unit 2 has a plurality of terminals, of which VCC terminal is a terminal for inputting an auxiliary supply voltage V CC is the power supply voltage. The DRV terminal is a terminal that outputs a drive signal to the gate of the switching element Q. The FB terminal is a terminal that receives a signal related to the amount of the DC output voltage V DCOUT output from the feedback unit 3.

制御部２は、ＦＢ端子から入力された信号に応じてＤＲＶ端子から出力する駆動信号のデューティ比を変化させる。これにより、スイッチング素子Ｑのスイッチング動作を変化させ、直流出力電圧ＶDCOUTをほぼ一定に保つ。また、制御部２は、ＣＴＬ端子の電圧が所定の電圧を下回ると、スイッチング素子Ｑのスイッチング動作を停止させる。 The control unit 2 changes the duty ratio of the drive signal output from the DRV terminal according to the signal input from the FB terminal. Thereby, the switching operation of the switching element Q is changed, and the DC output voltage V DCOUT is kept substantially constant. Further, the control unit 2 stops the switching operation of the switching element Q when the voltage at the CTL terminal falls below a predetermined voltage.

補助電源部５は、主にトランスＴの補助巻線Ｔ3と、整流ダイオードＤ2と、平滑コンデンサＣ3とからなり、スイッチング素子Ｑのスイッチング動作によって補助巻線Ｔ3に誘起された交流電圧を整流・平滑して得た補助電源電圧ＶCCを出力する。補助電源電圧ＶCCは、主に制御部２の電源電圧として使用される。 The auxiliary power source 5 mainly includes an auxiliary winding T 3 of the transformer T, a rectifier diode D 2, and a smoothing capacitor C 3, and an AC voltage induced in the auxiliary winding T 3 by the switching operation of the switching element Q. Auxiliary power supply voltage V CC obtained by rectifying and smoothing is output. The auxiliary power supply voltage V CC is mainly used as a power supply voltage for the control unit 2.

入力電圧監視部４は、高電位ラインＬHに一端が接続された第１抵抗Ｒ1（本発明の「分圧抵抗」に相当）と、第１抵抗Ｒ1の他端に一端が接続され、他端が低電位ラインＬLに接続された第２抵抗Ｒ2（本発明の「放電抵抗」に相当）と、ベース−エミッタ間に第２抵抗Ｒ2が介装され、コレクタが抵抗Ｒ3によって制御部２の電源ラインにプルアップされた第１トランジスタＴＲ1と、ベースが第１トランジスタＴＲ1のコレクタに接続され、エミッタが低電位ラインＬLに接続され、さらにコレクタが制御部２のＣＴＬ端子に接続された第２トランジスタＴＲ2とを有する。ここで、制御部２の電源ラインとは、補助電源部５の整流ダイオードＤ2と平滑コンデンサＣ3の双方に接続されるラインであって、補助電源電圧ＶCCが出力されるラインを意味する。また、本実施形態において、第１および第２トランジスタＴＲ1、ＴＲ2はいずれもＮＰＮ型トランジスタである。 The input voltage monitoring unit 4 has one end connected to the first resistor R 1 (corresponding to the “voltage dividing resistor” of the present invention) having one end connected to the high potential line L H and the other end of the first resistor R 1. The second resistor R 2 (corresponding to the “discharge resistor” of the present invention) having the other end connected to the low potential line L L , the second resistor R 2 is interposed between the base and the emitter, and the collector is the resistor R first transistors TR 1 which is pulled up to the power supply line of the control unit 2 by 3, a base connected to the first collector of transistor TR 1, an emitter connected to the low potential line L L, further collector controller 2 And a second transistor TR 2 connected to the CTL terminal. Here, the power supply line and the control unit 2, a line connected to both the rectifier diode D 2 and the smoothing capacitor C 3 of the auxiliary power supply unit 5, means lines auxiliary power voltage V CC is output . In the present embodiment, the first and second transistors TR 1 and TR 2 are both NPN transistors.

第１トランジスタＴＲ1のベース−エミッタ間には、直流電圧ＶDCを第１抵抗Ｒ1と第２抵抗Ｒ2とで分圧した電圧（以下、電圧ＶBE1という）が印加される。電圧ＶBE1は、以下の式で表される。

ＶBE1＝ＶDC×Ｒ2の抵抗値／（Ｒ1の抵抗値＋Ｒ2の抵抗値） …（１）

仮に第１および第２トランジスタＴＲ1、ＴＲ2をオン状態とするためのベース−エミッタ間電圧が０．６５Ｖの場合、第１抵抗Ｒ1および第２抵抗Ｒ2の抵抗値は、瞬低等が発生していない定常時の第２抵抗Ｒ2の両端電圧が０．６５Ｖ以上になるように設定される。これにより、定常時に第１トランジスタＴＲ1をオン状態とすることができる。なお、第２抵抗Ｒ2の両端電圧は第１トランジスタＴＲ1のベース−エミッタ間でクランプされるので、実際には電圧ＶBE1が０．６５Ｖを超えることはない。 A voltage obtained by dividing the DC voltage V DC by the first resistor R 1 and the second resistor R 2 (hereinafter referred to as voltage V BE1 ) is applied between the base and emitter of the first transistor TR 1 . The voltage V BE1 is expressed by the following equation.

V BE1 = V DC × R 2 resistance value / (R 1 resistance value + R 2 resistance value) (1)

If the base-emitter voltage for turning on the first and second transistors TR 1 and TR 2 is 0.65 V, the resistance values of the first resistor R 1 and the second resistor R 2 are instantaneously reduced, etc. There second voltage across the resistor R 2 in the steady not occurred is set to be equal to or greater than 0.65V. As a result, the first transistor TR 1 can be turned on in a steady state. Note that the voltage across the second resistor R 2 is clamped between the base and emitter of the first transistor TR 1 , so the voltage V BE1 does not actually exceed 0.65V.

第１トランジスタＴＲ1がオン状態のとき、第２トランジスタＴＲ2のベース−エミッタ間電圧は０．６５Ｖ未満なので、第２トランジスタＴＲ2はオフ状態であり、制御部２のＣＴＬ端子の電圧は“Ｈ”のままである。すなわち、制御部２は、直流出力電圧ＶDCOUTを一定に保つようにスイッチング素子Ｑのスイッチング動作を制御する。 When the transistor TR 1 is in ON state, the transistor TR 2 of the base - because emitter voltage of less than 0.65V, the transistor TR 2 is off, the voltage of the CTL terminal of the control unit 2 ' H ”remains. That is, the control unit 2 controls the switching operation of the switching element Q so as to keep the DC output voltage V DCOUT constant.

前述したように、入力電圧監視部４’、４”を備えた従来のスイッチング電源装置１’、１”において、瞬低等が発生した後に直流出力電圧ＶDCOUTが所定の電圧に保持される時間（出力保持時間）を延長したい場合は、平滑コンデンサＣ1の静電容量を大幅に増加させることにより、直流電圧ＶDCが検知電圧未満となるまでの時間を延長させる必要があった。しかしながら、平滑コンデンサＣ1の大容量化は、装置の高コスト化および大形化を招き、好ましくない。
そこで、本実施形態では、平滑コンデンサＣ1を大容量化することなく、以下のようにして出力保持時間を延長している。 As described above, in the conventional switching power supply apparatus 1 ′, 1 ″ including the input voltage monitoring units 4 ′, 4 ″, the time during which the DC output voltage V DCOUT is held at a predetermined voltage after a voltage sag or the like occurs. If you want to extend the (output hold time), by significantly increasing the capacitance of the smoothing capacitor C 1, the DC voltage V DC had to prolong the time until less than detection voltage. However, increasing the capacity of the smoothing capacitor C 1 is not preferable because it increases the cost and size of the apparatus.
Therefore, in this embodiment, without increasing the capacity of the smoothing capacitor C 1, and extending the output holding time in the following manner.

すなわち、本実施形態では、入力電圧監視部４の第２抵抗Ｒ2と並列に遅延コンデンサＣDが接続されている。この構成において、瞬低等が発生すると、直流電圧ＶDCは平滑コンデンサＣ1の静電容量値に応じた傾き（単位時間当たりの電圧傾斜）で低下していく。そして、直流電圧ＶDCが所定の検知電圧未満になると、上記（１）式によって計算される電圧ＶBE1が０．６５Ｖ未満となり、定常時に遅延コンデンサＣDに蓄積された電荷が入力電圧監視部４の第２抵抗Ｒ2を介して放電され始める。放電が終了するまでの間、電圧ＶBE1（第２抵抗Ｒ2の両端電圧）はほぼ０．６５Ｖに保たれ、第１トランジスタＴＲ1がオン状態に、第２トランジスタＴＲ2がオフ状態に保持される。つまり、遅延コンデンサＣDを備えることにより、入力電圧監視部４がスイッチング動作を停止させるのを遅らせることができる。 That is, in this embodiment, the delay capacitor CD is connected in parallel with the second resistor R 2 of the input voltage monitoring unit 4. In this configuration, when a voltage sag or the like occurs, the DC voltage V DC decreases with a slope (voltage slope per unit time) according to the capacitance value of the smoothing capacitor C 1 . When the DC voltage V DC is less than a predetermined detection voltage, the expression (1) voltage V BE1 calculated by is less than 0.65V, the delay capacitor C D the charge accumulated in the input voltage monitoring unit during steady 4 starts to discharge through the second resistor R 2 . Until the discharge is completed, the voltage V BE1 (the voltage across the second resistor R 2 ) is maintained at approximately 0.65 V, the first transistor TR 1 is kept on, and the second transistor TR 2 is kept off. Is done. In other words, by providing the delay capacitor C D, the input voltage monitoring unit 4 it can be delayed for stopping the switching operation.

その後、直流電圧ＶDCがさらに低下して所定の設定電圧未満になると、前記の通り、スイッチング素子Ｑのスイッチング動作は停止する。このとき、遅延コンデンサＣDの放電は終了しておらず、入力電圧監視部４によるスイッチング動作の停止はまだ行われていない。つまり、本発明に係るスイッチング電源装置１では、瞬低等が発生した場合においても、直流電圧ＶDCが所定の設定電圧以上であり、スイッチング素子Ｑのスイッチング動作が継続している限り、入力電圧監視部４がスイッチング動作を停止させることはない。 Thereafter, when the direct-current voltage V DC is further decreased to be lower than a predetermined set voltage, the switching operation of the switching element Q is stopped as described above. At this time, the discharge delay capacitor C D not completed, stops the switching operation by the input voltage monitoring unit 4 has not yet been made. That is, in the switching power supply device 1 according to the present invention, as long as the instantaneous drop or the like occurs, as long as the DC voltage VDC is equal to or higher than the predetermined set voltage and the switching operation of the switching element Q continues, the input voltage The monitoring unit 4 does not stop the switching operation.

遅延コンデンサＣDの放電が終了し、電圧ＶBE1が０．６５Ｖ未満になると、第１トランジスタＴＲ1がオン状態からオフ状態に、第２トランジスタＴＲ2がオフ状態からオン状態に切り替わる。これにより、制御部２のＣＴＬ端子は、第２トランジスタＴＲ2を介して低電位ラインＬLと導通し、“Ｌ”に引き下げられる。ＣＴＬ端子の電圧が“Ｌ”になると、制御部２はスイッチング素子Ｑのスイッチング動作を停止させる。しかしながら、これより先に直流電圧ＶDCは所定の設定電圧未満になっているので、スイッチング動作は既に停止している。したがって、遅延コンデンサＣDの放電が終了した時点で、スイッチング素子Ｑの動作状態が変化することはない。 Delay capacitor C D the discharge is completed, the when the voltage V BE1 less than 0.65V, the off-state from the transistor TR 1 is turned on, the transistor TR 2 is switched from off to on. As a result, the CTL terminal of the control unit 2 is brought into conduction with the low potential line L L via the second transistor TR 2 and pulled down to “L”. When the voltage at the CTL terminal becomes “L”, the control unit 2 stops the switching operation of the switching element Q. However, since the DC voltage V DC is lower than the predetermined set voltage before this, the switching operation has already stopped. Therefore, when the discharge is finished delay capacitor C D, is not the operation state of the switching element Q changes.

また、交流入力電圧ＶACINが瞬低等の発生状態から定常状態に復帰すると、電圧ＶBE1が０．６５Ｖになることで、第１トランジスタＴＲ1がオフ状態からオン状態に、第２トランジスタＴＲ2がオン状態からオフ状態に切り替わり、制御部２はスイッチング素子Ｑのスイッチング動作を再開させる。すなわち、入力電圧監視部４に遅延コンデンサＣDを付加しても、瞬低等の発生状態から定常状態に復帰したときに、スイッチング素子Ｑのスイッチング動作を異常なく再開させることができる。 Further, when the AC input voltage V ACIN is restored from the occurrence state such as an instantaneous drop to the steady state, the voltage V BE1 becomes 0.65 V, so that the first transistor TR 1 changes from the off state to the on state, and the second transistor TR 2 switches from the on state to the off state, and the control unit 2 restarts the switching operation of the switching element Q. That is, even if adding a delay capacitor C D to the input voltage monitoring unit 4, at the return to the steady state from the occurrence of such an instantaneous drop, the switching operation of the switching element Q can resume without error.

以上の動作を、図２の模式図を参照しながら具体的に説明する。
図２は、時間ｔ0において瞬低が発生した場合の、本発明に係るスイッチング電源装置の動作を模式的に示すグラフであって、同図（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ交流入力電圧ＶACIN、直流電圧ＶDC、第１トランジスタＴＲ1のベース−エミッタ間電圧ＶBE1、直流出力電圧ＶDCOUTを示すグラフである。
本具体例では、一例として定常時の交流入力電圧ＶACINを１００Ｖ（５０Ｈｚ）とし、直流出力電圧ＶDCOUTを２４Ｖとした。その他の条件（素子値等）は以下に示す通りである。

・Ｃ1：２７０μＦ（定格電圧：２００Ｖ）， ＣD：１０μＦ（定格電圧：１０Ｖ）
・Ｒ1：２ＭΩ， Ｒ2：２２ｋΩ， Ｒ3：１００ｋΩ，
・第１トランジスタＴＲ1のオン状態時のベース−エミッタ間電圧：０．６５Ｖ
・定常時の直流電圧（瞬低等の発生時点の直流電圧）ＶDC：１３０Ｖ（≒９０×√２）
・交流入力電力ＷIN：１００Ｗ

ここで、交流入力電圧ＶACINは、９０Ｖ（１００Ｖ系の下限値）〜２６４Ｖ（２００Ｖ系の上限値）の範囲で任意に変更することができ、２００Ｖ系とした場合は、平滑コンデンサＣ1の定格電圧を４００Ｖまたは４５０Ｖにする必要がある。直流出力電圧ＶDCOUTが一次巻線Ｔ1と二次巻線Ｔ2の巻数比によって任意に変更可能であることは言うまでもない。
また、以下では「出力保持時間」を、一例として瞬低等が発生してから直流出力電圧ＶDCOUTが５％低下（２４Ｖ×０．９５＝２２．８Ｖに低下）するまでの時間と定義し、５％未満の低下であれば、所定の直流出力電圧ＶDCOUTが出力され続けているものとする。 The above operation will be specifically described with reference to the schematic diagram of FIG.
FIG. 2 is a graph schematically showing the operation of the switching power supply device according to the present invention when a sag occurs at time t 0 , and FIGS. 2A to 2D show the AC input voltage V 5 is a graph showing ACIN , DC voltage V DC , base-emitter voltage V BE1 of first transistor TR 1 , and DC output voltage V DCOUT .
In this specific example, as an example, the AC input voltage V ACIN at steady state is set to 100 V (50 Hz), and the DC output voltage V DCOUT is set to 24 V. Other conditions (element values, etc.) are as shown below.

C 1 : 270 μF (rated voltage: 200 V), C D : 10 μF (rated voltage: 10 V)
・ R 1 : 2 MΩ, R 2 : 22 kΩ, R 3 : 100 kΩ,
-Base-emitter voltage when the first transistor TR 1 is on: 0.65V
-DC voltage at steady state (DC voltage at the time of occurrence of instantaneous drop etc.) V DC : 130V (≒ 90 × √2)
・ AC input power W IN : 100W

Here, the AC input voltage V ACIN can be arbitrarily changed in the range of 90 V (100 V system lower limit value) to 264 V (200 V system upper limit value). In the case of the 200 V system, the smoothing capacitor C 1 The rated voltage needs to be 400V or 450V. It goes without saying that the DC output voltage V DCOUT can be arbitrarily changed according to the turn ratio of the primary winding T 1 and the secondary winding T 2 .
In the following, “output holding time” is defined as the time from when a voltage drop occurs, for example, until the DC output voltage V DCOUT drops by 5% (falls to 24V × 0.95 = 22.8V). If the decrease is less than 5%, it is assumed that the predetermined DC output voltage V DCOUT continues to be output.

図２に示すように、瞬低が発生していない時間ｔ0までの時間帯において、直流電圧ＶDC、電圧ＶBE1、直流出力電圧ＶDCOUTは、それぞれ１３０Ｖ、０．６５Ｖ、２４Ｖに保たれている。 As shown in FIG. 2, the DC voltage V DC , the voltage V BE1 , and the DC output voltage V DCOUT are maintained at 130 V, 0.65 V, and 24 V, respectively, in the time period up to the time t 0 when no instantaneous drop occurs. ing.

時間ｔ0において瞬低状態となると、直流電圧ＶDCは平滑コンデンサＣ1の静電容量値に応じた傾きで低下していく。ここで、瞬低が発生してから直流電圧ＶDCが所定の設定電圧に低下し、所定の直流出力電圧ＶDCOUTが出力できなくなるまでの時間、すなわち出力保持時間Ｔ［ｍｓ］は、ジュールの法則に基づく下記式（２）のように表され、平滑コンデンサＣ1の静電容量値に比例する。

Ｔ＝{Ｃ１×（Ｖ1 2−Ｖ2 2）}／（２×ＷIN） …（２）

上式において、Ｖ１は瞬低発生時の直流電圧ＶDC（本具体例では、１３０Ｖ）、Ｖ２は所定の設定電圧（本具体例では、４０Ｖ）、ＷINは交流入力電力である。 When the voltage drops momentarily at time t 0 , the DC voltage V DC decreases with a slope corresponding to the capacitance value of the smoothing capacitor C 1 . Here, the time from when the instantaneous drop occurs until the DC voltage V DC drops to a predetermined set voltage and the predetermined DC output voltage V DCOUT cannot be output, that is, the output holding time T [ms] is the Joule's time. It is expressed as the following formula (2) based on the law, and is proportional to the capacitance value of the smoothing capacitor C 1 .

T = {C 1 × (V 1 2 −V 2 2 )} / (2 × W IN ) (2)

In the above equation, V 1 is a DC voltage V DC (130 V in this specific example) at the time of occurrence of a sag, V 2 is a predetermined set voltage (40 V in this specific example), and W IN is an AC input power.

ここで、本発明の理解を容易にするために、まず図３を参照して、遅延コンデンサＣDが備えられていない場合の動作について説明する。図３において、（Ａ）〜（Ｄ）に示すグラフは、それぞれ交流入力電圧ＶACIN、直流電圧ＶDC、第１トランジスタＴＲ1のベース−エミッタ間電圧ＶBE1、直流出力電圧ＶDCOUTを示すグラフである。遅延コンデンサＣDが備えられていない場合、時間ｔ0において瞬低が発生してから時間Ｔ１が経過（時間Ｔ2）し、直流電圧ＶDCが検知電圧である７０Ｖまで低下すると、第１トランジスタＴＲ1のベース−エミッタ間電圧ＶBE1が０．６５Ｖ未満となり、直流出力電圧ＶDCOUTの出力が停止する。 Here, in order to facilitate understanding of the present invention, the operation when the delay capacitor CD is not provided will be described with reference to FIG. In FIG. 3, graphs shown in (A) to (D) are graphs showing the AC input voltage V ACIN , the DC voltage V DC , the base-emitter voltage V BE1 of the first transistor TR 1 , and the DC output voltage V DCOUT , respectively. It is. When the delay capacitor CD is not provided, the first time when the time T 1 elapses (time T 2 ) after the instantaneous drop occurs at the time t 0 and the DC voltage VDC drops to 70 V, which is the detection voltage. The base-emitter voltage V BE1 of the transistor TR 1 becomes less than 0.65 V, and the output of the DC output voltage V DCOUT is stopped.

図３において、例えば２０ｍｓの出力保持時間（≒Ｔ1）を確保するために必要な平滑コンデンサＣ1の静電容量値は、式（２）から以下のように求められる。

Ｃ１＝２０×１０-3×２×１００／{（９０×√２）2−７０2}≒３６０［μＦ］
In FIG. 3, for example, the capacitance value of the smoothing capacitor C 1 necessary for securing an output holding time (≈T 1 ) of 20 ms is obtained as follows from the equation (2).

C 1 = 20 × 10 −3 × 2 × 100 / {(90 × √2) 2 −70 2 } ≈360 [μF]

これに対し、本発明に係るスイッチング電源装置１には遅延コンデンサＣDが備えられているので、定常時に遅延コンデンサＣD（＝１０μＦ）に蓄積された電荷が、瞬低時に第２抵抗Ｒ2を介して放電され、放電が終了するまでの一定時間（放電時間）の間、第１トランジスタＴＲ1のベース−エミッタ間電圧ＶBE1が０．６５Ｖに保たれる。その結果、直流電圧ＶDCが所定の設定電圧である４０Ｖ未満に低下するまでの間、入力電圧監視部４によるスイッチング動作の停止を遅らせることができ、出力保持時間をＴ１からＴ２まで延長することができる。すなわち、直流電圧ＶDCが７０Ｖ未満に低下しても、直流電圧ＶDCが４０Ｖ未満に低下するまでは、直流出力電圧ＶDCOUTの出力電圧（２４Ｖ±５％）を保持することができる。 On the other hand, since the switching power supply device 1 according to the present invention includes the delay capacitor C D , the charge accumulated in the delay capacitor C D (= 10 μF) at the time of steady state is the second resistor R 2 at the time of the instantaneous drop. The base-emitter voltage V BE1 of the first transistor TR 1 is maintained at 0.65 V for a certain time (discharge time) until the discharge is completed. As a result, the stop of the switching operation by the input voltage monitoring unit 4 can be delayed until the DC voltage V DC drops below a predetermined set voltage of 40 V, and the output holding time is extended from T 1 to T 2. can do. That is, even if the DC voltage V DC decreases to less than 70 V, until the DC voltage V DC decreases below 40V, it is possible to hold the DC output voltage V DCOUT of the output voltage (24V ± 5%).

なお、遅延コンデンサＣDの放電時間は、遅延コンデンサＣＤの静電容量値と、第２抵抗Ｒ2の抵抗値と、第１トランジスタＴＲ1のオン状態時のベース−エミッタ間電圧（０．６５Ｖ）との積により簡易的に計算して、１４３ｍｓ（目安値）と見積もられる。 The discharge time of the delay capacitor C D, and the capacitance value of the delay capacitor C D, and a second resistance value of the resistor R 2, the transistor TR 1 in the ON state when the base - emitter voltage (0. 65V) is simply calculated by the product of 145 ms, and is estimated to be 143 ms (reference value).

このように、本発明に係るスイッチング電源装置１では、入力電圧監視部４がスイッチング動作を停止させるのを遅延させることができるので、２０ｍｓの出力保持時間を確保するために必要な平滑コンデンサＣ1の静電容量値を小さくすることができる。この平滑コンデンサＣ1の静電容量値は、式（２）から以下のように求められる。

Ｃ1＝２０×１０-3×２×１００／{（９０×√２）2−４０2}≒２７０［μＦ］
As described above, in the switching power supply device 1 according to the present invention, the input voltage monitoring unit 4 can be delayed from stopping the switching operation, so that the smoothing capacitor C 1 necessary for securing the output holding time of 20 ms is obtained. The electrostatic capacitance value of can be reduced. The capacitance value of the smoothing capacitor C 1 is obtained as follows from the equation (2).

C 1 = 20 × 10 −3 × 2 × 100 / {(90 × √2) 2 −40 2 } ≈270 [μF]

したがって、本実施形態に係るスイッチング電源装置１では、従来の入力電圧監視部に遅延コンデンサＣD（＝１０μＦ）を付加するだけで、従来と同等の出力保持時間（例えば、２０ｍｓ）を確保するために必要となる平滑コンデンサＣ1（定格電圧：４００Ｖ）の静電容量値が、３６０μＦから２７０μＦに減少する。そして、これにより、１ランク下位の静電容量値のコンデンサを選択することができる。
より具体的には、コンデンサのサイズと価格は、静電容量値と定格電圧との積（以下、「ＣＶ積」という）でほぼ決定されるが、遅延コンデンサＣD（１０μＦ，定格電圧：１０Ｖ）を付加するだけで、３６０−２７０＝９０μＦ（定格電圧：４００Ｖ）の平滑コンデンサＣ1を追加するのと同等の効果を得ることができる。 Therefore, in the switching power supply device 1 according to the present embodiment, the output holding time (for example, 20 ms) equivalent to the conventional one is secured only by adding the delay capacitor C D (= 10 μF) to the conventional input voltage monitoring unit. The capacitance value of the smoothing capacitor C 1 (rated voltage: 400V) required for the above is reduced from 360 μF to 270 μF. Thereby, a capacitor having a capacitance value lower by one rank can be selected.
More specifically, the size and price of the capacitor are almost determined by the product of the capacitance value and the rated voltage (hereinafter referred to as “CV product”), but the delay capacitor C D (10 μF, rated voltage: 10 V). ), An effect equivalent to adding a smoothing capacitor C 1 of 360-270 = 90 μF (rated voltage: 400 V) can be obtained.

以上のように、本発明に係るスイッチング電源装置によれば、直流出力電圧ＶDCOUTを比較的長時間にわたって維持するために大容量のコンデンサを必要としないので、装置の小形化および低コスト化を図ることができる。 As described above, the switching power supply device according to the present invention does not require a large-capacitance capacitor in order to maintain the DC output voltage V DCOUT for a relatively long time, thereby reducing the size and cost of the device. Can be planned.

以上、本発明に係るスイッチング電源装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
例えば、制御部２としては、例示した富士電機（株）製のＩＣ「ＦＡ５５１５」以外にも、同社製のＦＡ５５１０−５５１４，ＦＡ５５２６−ＦＡ５５３８，ＦＡ５５４０−５５４２等、テキサス・インスツルメント製のＵＣ３８４＊シリーズ等の他のＩＣを使用することができる。
また、補助電源電圧ＶCCが外部から供給可能な場合は、補助電源部５を省略することができる。 The preferred embodiments of the switching power supply device according to the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these configurations.
For example, as the control unit 2, in addition to the IC “FA5515” manufactured by Fuji Electric Co., Ltd., the company's FA5510-5514, FA5526-FA5538, FA5540-5542, etc., UC384 * manufactured by Texas Instruments, etc. Other ICs such as series can be used.
Further, when the auxiliary power supply voltage V CC can be supplied from the outside, the auxiliary power supply unit 5 can be omitted.

本発明に係るスイッチング電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a switching power supply device according to the present invention. 本発明に係るスイッチング電源装置の動作を模式的に説明する図であって、同図（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ交流入力電圧ＶACIN、直流電圧ＶDC、第１トランジスタＴＲ1のベース−エミッタ間電圧ＶBE1、直流出力電圧ＶDCOUTを示すグラフである。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the operation of the switching power supply device according to the present invention, in which FIGS. (A) to (D) are respectively an AC input voltage V ACIN , a DC voltage V DC , and a base of the first transistor TR 1 . 5 is a graph showing an emitter-to-emitter voltage V BE1 and a DC output voltage V DCOUT . 遅延コンデンサがない場合の入力電圧監視部の動作を説明するための図であって、同図（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ交流入力電圧ＶACIN、直流電圧ＶDC、第１トランジスタＴＲ1のベース−エミッタ間電圧ＶBE1、直流出力電圧ＶDCOUTを示すグラフである。It is a figure for demonstrating operation | movement of the input voltage monitoring part when there is no delay capacitor, Comprising : The same figure (A)-(D) is respectively AC input voltage V ACIN , DC voltage V DC , 1st transistor TR 1 6 is a graph showing a base-emitter voltage V BE1 and a DC output voltage V DCOUT . 従来のスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional switching power supply device. 従来の別のスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of another conventional switching power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

１ スイッチング電源装置
２ 制御部
３ 帰還部
４ 入力電圧監視部
５ 補助電源部
ＣD 遅延コンデンサ
Ｑ スイッチング素子
ＴＲ1 第１トランジスタ
ＴＲ2 第２トランジスタ
Ｒ1 第１抵抗（分圧抵抗）
Ｒ２ 第２抵抗（放電抵抗）
ＬL 低電位ライン
ＬH 高電位ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching power supply device 2 Control part 3 Feedback part 4 Input voltage monitoring part 5 Auxiliary power supply part CD Delay capacitor Q Switching element TR 1 1st transistor TR 2 2nd transistor R 1 1st resistance (voltage dividing resistance)
R 2 second resistance (discharge resistance)
L L low potential line L H high potential line

Claims (5)

交流入力電圧を一次側整流回路で整流、および一次側平滑コンデンサで平滑して直流電圧を発生させ、該直流電圧が所定の設定電圧以上の場合に、トランスの一次巻線に接続されたスイッチング素子で前記直流電圧をスイッチングして前記トランスの二次巻線に交流電圧を誘起させ、さらに該交流電圧を二次側整流・平滑回路で整流および平滑して所定の直流出力電圧を発生させながら、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部に前記直流出力電圧をフィードバックして前記直流出力電圧を一定に保つスイッチング電源装置であって、
前記直流電圧を監視して、前記交流入力電圧が低下すると、前記制御部の制御下で行われている前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止させる入力電圧監視部と、
前記交流入力電圧が低下してから前記直流電圧が前記設定電圧未満になるまでの間、前記入力電圧監視部による前記スイッチング動作の停止を遅らせる遅延コンデンサと、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。 A switching element connected to the primary winding of the transformer when the AC input voltage is rectified by a primary side rectifier circuit and smoothed by a primary side smoothing capacitor to generate a DC voltage and the DC voltage is equal to or higher than a predetermined set voltage. While switching the DC voltage to induce an AC voltage in the secondary winding of the transformer, and further rectifying and smoothing the AC voltage with a secondary side rectification / smoothing circuit to generate a predetermined DC output voltage, A switching power supply apparatus that feeds back the DC output voltage to a control unit that controls the switching operation of the switching element to keep the DC output voltage constant,
An input voltage monitoring unit that monitors the DC voltage and stops the switching operation of the switching element performed under the control of the control unit when the AC input voltage decreases,
A delay capacitor that delays the stop of the switching operation by the input voltage monitoring unit from when the AC input voltage is reduced until the DC voltage becomes less than the set voltage,
A switching power supply device comprising: 前記入力電圧監視部は、前記設定電圧よりも高い所定の検知電圧に前記直流電圧が低下することで前記交流入力電圧の低下を検知し、
前記遅延コンデンサは、前記直流電圧が前記検知電圧から前記設定電圧未満に低下するまでの間、前記入力電圧監視部による前記スイッチング動作の停止を遅らせ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。 The input voltage monitoring unit detects a decrease in the AC input voltage by reducing the DC voltage to a predetermined detection voltage higher than the set voltage,
2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the delay capacitor delays the stop of the switching operation by the input voltage monitoring unit until the DC voltage decreases from the detection voltage to less than the set voltage. . 前記入力電圧監視部は、
前記遅延コンデンサと並列に接続されるとともに、前記直流電圧が前記検知電圧未満に低下すると該遅延コンデンサに蓄積されている電荷を放電する放電抵抗を有し、
前記遅延コンデンサの静電容量値と前記放電抵抗の抵抗値との積に比例する放電時間が、前記直流電圧が前記検知電圧から前記設定電圧に低下するまでの時間よりも長いことを特徴とする請求項２に記載のスイッチング電源装置。 The input voltage monitoring unit is
A discharge resistor connected in parallel with the delay capacitor and discharging the charge accumulated in the delay capacitor when the DC voltage drops below the detection voltage;
The discharge time proportional to the product of the capacitance value of the delay capacitor and the resistance value of the discharge resistor is longer than the time until the DC voltage drops from the detection voltage to the set voltage. The switching power supply device according to claim 2. 前記一次側整流回路および一次側平滑コンデンサが高電位ラインと低電位ラインとの間に配置され、前記直流電圧を前記高電位ライン−低電位ライン間に発生させる請求項３に記載のスイッチング電源装置であって、
前記入力電圧監視部は、
一端が前記高電位ラインに接続され、他端が前記放電抵抗に接続された分圧抵抗と、
ベース−エミッタ間に前記放電抵抗が介装され、コレクタが前記制御部の電源ラインにプルアップされた第１トランジスタと、
ベースが前記第１トランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記低電位ラインに接続され、さらにコレクタが前記制御部に接続された第２トランジスタと、
をさらに有し、
前記放電抵抗の両端子のうち前記分圧抵抗と接続された端子と反対側の端子が前記低電位ラインに接続され、
前記制御部は、前記第２トランジスタがオン状態である間は前記スイッチング素子によるスイッチング動作を停止させる一方、前記第２トランジスタがオフ状態である間は前記直流出力電圧を一定に保つように前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御し、
前記直流電圧が前記検知電圧未満に低下した場合においても、前記遅延コンデンサに蓄積されていた電荷が前記放電抵抗を介して放電されながら、前記放電抵抗の両端電圧が前記第１トランジスタをオン状態にするためのベース−エミッタ間電圧に維持されることにより、前記第１トランジスタがオン状態に、前記第２トランジスタがオフ状態に保持され、前記放電時間が経過するまでの間、前記第２トランジスタがオン状態となるのを遅らせることを特徴とするスイッチング電源装置。 4. The switching power supply device according to claim 3, wherein the primary side rectifier circuit and the primary side smoothing capacitor are disposed between a high potential line and a low potential line, and the DC voltage is generated between the high potential line and the low potential line. Because
The input voltage monitoring unit is
A voltage dividing resistor having one end connected to the high potential line and the other end connected to the discharge resistor;
A first transistor in which the discharge resistor is interposed between a base and an emitter, and a collector is pulled up to a power line of the control unit;
A second transistor having a base connected to the collector of the first transistor, an emitter connected to the low potential line, and a collector connected to the control unit;
Further comprising
Of the terminals of the discharge resistor, a terminal opposite to the terminal connected to the voltage dividing resistor is connected to the low potential line,
The control unit stops the switching operation by the switching element while the second transistor is in an on state, and maintains the DC output voltage constant while the second transistor is in an off state. Control the switching operation of the element,
Even when the DC voltage drops below the detection voltage, the voltage stored in the delay capacitor is discharged through the discharge resistor, and the voltage across the discharge resistor turns on the first transistor. By maintaining the base-emitter voltage for maintaining the first transistor in the on state, the second transistor in the off state, and until the discharge time elapses, A switching power supply device characterized by delaying an ON state. 前記放電時間が経過して、前記放電抵抗の両端電圧が前記第１トランジスタをオン状態にするためのベース−エミッタ間電圧より小さくなると、前記第１トランジスタがオン状態からオフ状態に、前記第２トランジスタがオフ状態からオン状態に切り替わるのに応じて、前記制御部が前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止させ、
前記直流電圧が低下状態から復帰して、前記放電抵抗の両端電圧が前記第１トランジスタをオン状態にするためのベース−エミッタ間電圧以上になると、前記第１トランジスタがオフ状態からオン状態に、前記第２トランジスタがオン状態からオフ状態に切り替わるのに応じて、前記制御部が前記スイッチング素子のスイッチング動作を再開させることを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源装置。 When the discharge time elapses and the voltage across the discharge resistor becomes smaller than the base-emitter voltage for turning on the first transistor, the first transistor changes from the on state to the off state. In response to the transistor switching from the off state to the on state, the control unit stops the switching operation of the switching element,
When the DC voltage recovers from the lowered state and the voltage across the discharge resistor becomes equal to or higher than the base-emitter voltage for turning on the first transistor, the first transistor is changed from the off state to the on state. 5. The switching power supply device according to claim 4, wherein the control unit restarts a switching operation of the switching element in response to the second transistor switching from an on state to an off state.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012100406A1 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 深圳矽睿芯科技有限公司 Power supply circuit with low-voltage control and producing method thereof
JP2012175820A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Panasonic Corp Electric power supply unit, discharge lamp lighting device using the same, led power supply unit, and luminaire
WO2014075742A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Switching device for controlling energy supply of a downstream electric motor
WO2018207585A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-15 株式会社Kmc Interface device, on/off data interface unit, log data interface unit, and programmable logic controller system
US10805721B2 (en) 2018-03-05 2020-10-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for preventing recording of electronic devices

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114531U (en) * 1984-01-05 1985-08-02 富士電気化学株式会社 Power supply that prevents under-input voltage
JPH0522933A (en) * 1991-07-10 1993-01-29 Fuji Electric Co Ltd Switching power supply device
JP2005287268A (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Mitsubishi Electric Corp Power supply circuit
JP2006109598A (en) * 2004-10-04 2006-04-20 Sharp Corp Switching power supply device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114531U (en) * 1984-01-05 1985-08-02 富士電気化学株式会社 Power supply that prevents under-input voltage
JPH0522933A (en) * 1991-07-10 1993-01-29 Fuji Electric Co Ltd Switching power supply device
JP2005287268A (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Mitsubishi Electric Corp Power supply circuit
JP2006109598A (en) * 2004-10-04 2006-04-20 Sharp Corp Switching power supply device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012100406A1 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 深圳矽睿芯科技有限公司 Power supply circuit with low-voltage control and producing method thereof
JP2012175820A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Panasonic Corp Electric power supply unit, discharge lamp lighting device using the same, led power supply unit, and luminaire
WO2014075742A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Switching device for controlling energy supply of a downstream electric motor
CN104813430A (en) * 2012-11-19 2015-07-29 西门子公司 Switching device for controlling energy supply of downstream electric motor
US9954464B2 (en) 2012-11-19 2018-04-24 Siemens Aktiengesellschaft Switching device for controlling energy supply of a downstream electric motor
WO2018207585A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-15 株式会社Kmc Interface device, on/off data interface unit, log data interface unit, and programmable logic controller system
JP2018190189A (en) * 2017-05-08 2018-11-29 株式会社Kmc Interface unit, interface unit for on/off data, interface unit for log data and programmable logic controller system
CN110914772A (en) * 2017-05-08 2020-03-24 株式会社Kmc Interface device, interface unit for on/off data, interface unit for log data, and programmable logic controller system
US10805721B2 (en) 2018-03-05 2020-10-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for preventing recording of electronic devices

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