JP2018110495A - Switching power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フライバック方式のスイッチング電源に関する。 The present invention relates to a flyback switching power supply.
図４は、従来のフライバック方式のスイッチング電源の回路構成を示す図である。スイッチング電源１０１は、整流回路Ｄ１０１と、コンデンサＣ１０１と、スイッチング素子Ｑ１０１と、制御部Ｕ１０１（制御ＩＣ）と、トランスＴ１０１と、ダイオードＤ１０２と、コンデンサＣ１０２と、抵抗Ｒ１０１〜１０４と、シャントレギュレーターＵ１０２と、フォトカプラＱ１０２と、を備える。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional flyback switching power supply. The
整流回路Ｄ１０１は、交流電源から入力される交流電圧を整流する。コンデンサＣ１０１は、整流回路Ｄ１０１が整流した電圧を平滑する。平滑された電圧は、スイッチング素子Ｑ１０１に供給される。制御部Ｕ１０１は、スイッチング素子Ｑ１０１を制御する。制御部Ｕ１０１の電源端子は、トランスＴ１０１の補助巻線Ｔ１０４に接続されている。制御部Ｕ１０１は、補助巻線Ｔ１０４から出力された電圧をダイオードＤ１０３により整流した電源電圧によって動作する。スイッチング素子Ｑ１０１は、制御部Ｕ１０１により制御され、任意の周波数でスイッチングすることにより、任意の周波数の交流電圧をトランスＴ１０１の一次巻線Ｔ１０２に供給する。スイッチング素子Ｑ１０１は、例えば、ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１０１は、コンデンサＣ１０１からの電圧、又は、接地電位の電圧を一次巻線Ｔ１０２に供給する。トランスＴ１０１は、一次巻線Ｔ１０２に供給された電圧を変圧して二次巻線Ｔ１０３から出力する。ダイオードＤ１０２は、二次巻線Ｔ１０３からの交流電圧を整流する。コンデンサＣ１０２は、ダイオードＤ１０２が整流した電圧を平滑する。コンデンサＣ１０２が平滑した電圧が、スイッチング電源１０１の出力電圧である。
The rectifier circuit D101 rectifies the AC voltage input from the AC power supply. The capacitor C101 smoothes the voltage rectified by the rectifier circuit D101. The smoothed voltage is supplied to the switching element Q101. Control unit U101 controls switching element Q101. The power supply terminal of the control unit U101 is connected to the auxiliary winding T104 of the transformer T101. The control unit U101 operates by a power supply voltage obtained by rectifying the voltage output from the auxiliary winding T104 by the diode D103. The switching element Q101 is controlled by the control unit U101, and switches at an arbitrary frequency to supply an alternating voltage of an arbitrary frequency to the primary winding T102 of the transformer T101. The switching element Q101 is, for example, an n-type MOSFET. The switching element Q101 supplies the voltage from the capacitor C101 or the ground potential to the primary winding T102. The transformer T101 transforms the voltage supplied to the primary winding T102 and outputs it from the secondary winding T103. The diode D102 rectifies the AC voltage from the secondary winding T103. Capacitor C102 smoothes the voltage rectified by diode D102. The voltage smoothed by the capacitor C102 is the output voltage of the
シャントレギュレーターＵ１０２は、スイッチング電源１０１の二次側でフォトカプラＱ１０２に接続されている。また、シャントレギュレーターＵ１０２は、スイッチング電源１０１の出力電圧に応じて、フォトカプラＱ１０２に流れる電流を変化させる。シャントレギュレーターＵ１０２のリファレンス端子は、抵抗Ｒ１０３と抵抗Ｒ１０４との間に接続されている。シャントレギュレーターＵ１０２のカソードは、フォトカプラＱ１０２（発光ダイオードのカソード）に接続されている。
The shunt regulator U102 is connected to the photocoupler Q102 on the secondary side of the
フォトカプラＱ１０２は、発光ダイオードと、フォトトランジスタと、を有する。発光ダイオードのアノードは、抵抗Ｒ１０１と抵抗Ｒ１０２との間に接続されている。発光ダイオードのカソードは、抵抗Ｒ１０２とシャントレギュレーターＵ１０２との間に接続されている。フォトトランジスタのコレクタは、制御部Ｕ１０１のフィードバック端子に接続されている。フォトランジスタのエミッタは、接地電位に接続されている。 The photocoupler Q102 includes a light emitting diode and a phototransistor. The anode of the light emitting diode is connected between the resistor R101 and the resistor R102. The cathode of the light emitting diode is connected between the resistor R102 and the shunt regulator U102. The collector of the phototransistor is connected to the feedback terminal of the control unit U101. The emitter of the phototransistor is connected to the ground potential.
シャントレギュレーターＵ１０２は、リファレンス端子に入力される、スイッチング電源１０１の出力電圧の抵抗Ｒ１０３と抵抗Ｒ１０４とによる分圧に応じて、カソードの吸い込み電流が増減する。シャントレギュレーターＵ１０２は、リファレンス端子の電圧が高いほど、カソードの吸い込み電流が増加する。また、シャントレギュレーターＵ１０２は、リファレンス端子の電圧が低いほど、カソードの吸い込み電流が減少する。
In the shunt regulator U102, the sink current of the cathode increases or decreases according to the voltage division by the resistors R103 and R104 of the output voltage of the
フォトカプラＱ１０２においては、シャントレギュレーターＵ１０２の吸い込み電流の増減に応じて、発光ダイオードの電流が増減する。発光ダイオードの電流の増減に応じて、フォトトランジスタの電流が増減する。フォトトランジスタの電流の増減は、制御部Ｕ１０１のフィードバック端子の電圧を変化させる。ここで、図示しないが、制御部Ｕ１０１のフィードバック端子には、抵抗を介して、電源が接続されている。このため、フォトランジスタの電流が増加するほど、フィードバック端子の電圧は、減少する。制御部Ｕ１０１は、フィードバック端子の電圧に応じて、スイッチング素子Ｑ１０１によるオン／オフのデューティーを変化させて、スイッチング電源１０１の出力電圧を調整する。
In the photocoupler Q102, the current of the light emitting diode increases or decreases according to the increase or decrease of the sink current of the shunt regulator U102. The current of the phototransistor increases or decreases according to the increase or decrease of the current of the light emitting diode. Increasing or decreasing the current of the phototransistor changes the voltage at the feedback terminal of the control unit U101. Here, although not shown, a power source is connected to the feedback terminal of the control unit U101 via a resistor. For this reason, the voltage at the feedback terminal decreases as the current of the photransistor increases. The control unit U101 adjusts the output voltage of the
図４に示すスイッチング電源１０１では、シャントレギュレーターＵ１０２、フォトカプラＱ１０２を通じて、制御元である制御部Ｕ１０１へフィードバックしている。そのため、シャントレギュレーターＵ１０２にて、「電圧・電流変換」がなされる。このとき、「出力」と「フォトカプラＱ１０２（アノード）」との間に接続されている抵抗Ｒ１０１によって、シャントレギュレーターＵ１０２の動作基準点（定常時のカソード電流・カソード電圧）を決めている。
In the switching
出力電圧は、抵抗Ｒ１０３と抵抗Ｒ１０４との比で決定される。リファレンス端子に入力される電圧Ｖｒｅｆ＝２．５Ｖを維持するように制御されるため、出力電圧Ｖｏｕｔは、下記式で設計される。
（Ｒ１０３＋Ｒ１０４）／Ｒ１０４＊２．５Ｖ＝Ｖｏｕｔ
よって、出力電圧を切り替えるためには、Ｒ１０３：Ｒ１０４の比率を変えればよい。
The output voltage is determined by the ratio between the resistor R103 and the resistor R104. Since the voltage Vref input to the reference terminal is controlled to be maintained at 2.5 V, the output voltage Vout is designed by the following equation.
(R103 + R104) /R104*2.5V=Vout
Therefore, in order to switch the output voltage, the ratio of R103: R104 may be changed.
ここで、特許文献１に記載の発明は、誤差増幅器へ入力される出力電圧の抵抗分圧比率を変更することにより、出力電圧を変更できるようにしている。
Here, in the invention described in
しかしながら、特許文献１に記載の発明のように、分圧抵抗比率を変えるだけでは、出力電圧が変わることで、動作点が変わり、フィードバックが正常に行われない状態になり得る。図４においては、出力電圧が変化すると、電流Ｉｋａが変化するため、シャントレギュレーターＵ１０２の動作領域が変わってしまい、フィードバックのバランスが崩れるという問題がある。
However, just by changing the voltage dividing resistance ratio as in the invention described in
本発明の目的は、スイッチング電源の出力電圧を変更しても、フィードバックを正常に行うことである。 An object of the present invention is to perform feedback normally even if the output voltage of the switching power supply is changed.
第１の発明のスイッチング電源は、フィードバック素子と、前記フィードバック素子に一次側で接続され、スイッチング素子を制御する制御部と、カソードが、前記フィードバック素子に接続され、アノードが、接地電位に接続されたシャントレギュレーターと、前記シャントレギュレーターのリファレンス端子に入力されるリファレンス電圧を変化させる電圧変化部と、前記フィードバック素子に流れる電流を変化させる電流変化部と、を備えることを特徴とする。 A switching power supply according to a first aspect of the present invention includes a feedback element, a control unit that is connected to the feedback element on the primary side, controls the switching element, a cathode is connected to the feedback element, and an anode is connected to a ground potential. A shunt regulator, a voltage changing unit that changes a reference voltage input to a reference terminal of the shunt regulator, and a current changing unit that changes a current flowing through the feedback element.
本発明では、電流変化部は、フィードバック素子に流れる電流を変化させる。このため、電圧変化部により、リファレンス電圧を変化させ、スイッチング電源の出力電圧を変化させても、電流変化部により、フィードバック素子に流れる電流を変化させることができる。これにより、フィードバック素子に流れる電流を適正とすることができるため、スイッチング電源の出力電圧を変更しても、フィードバックを正常に行うことができる。 In the present invention, the current changing unit changes the current flowing through the feedback element. For this reason, even if the reference voltage is changed by the voltage changing unit and the output voltage of the switching power supply is changed, the current flowing through the feedback element can be changed by the current changing unit. Thereby, since the electric current which flows into a feedback element can be made appropriate, even if the output voltage of switching power supply is changed, feedback can be performed normally.
第２の発明のスイッチング電源は、第１の発明のスイッチング電源において、前記電流変化部は、前記フィードバック素子に並列に接続された第１抵抗と、第１抵抗に直列に接続された第２抵抗と、第３抵抗と、前記第２抵抗、又は、前記第３抵抗に並列に接続された第１バイパススイッチと、を有し、前記第３抵抗は、出力に接続されていることを特徴とする。 A switching power supply according to a second aspect is the switching power supply according to the first aspect, wherein the current changing section includes a first resistor connected in parallel to the feedback element, and a second resistor connected in series to the first resistor. And a third resistor, the second resistor, or a first bypass switch connected in parallel to the third resistor, wherein the third resistor is connected to an output. To do.
本発明では、第１バイパススイッチは、第２抵抗、又は、第３抵抗に並列に接続されている。このため、第１バイパススイッチにより、第２抵抗、又は、第３抵抗をバイパスすることで、フィードバック素子に流れる電流を変化させることができる。 In the present invention, the first bypass switch is connected in parallel to the second resistor or the third resistor. For this reason, the current flowing through the feedback element can be changed by bypassing the second resistor or the third resistor by the first bypass switch.
第３の発明のスイッチング電源は、第１又は第２の発明のスイッチング電源において、前記電圧変化部は、出力に接続された第４抵抗と、前記第４抵抗に直列に接続された第５抵抗と、第６抵抗と、前記第４抵抗、又は、前記第５抵抗に並列に接続された第２バイパススイッチと、を有し、前記シャントレギュレーターの前記リファレンス端子は、前記第５抵抗と、前記第６抵抗と、の間に接続されていることを特徴とする。 A switching power supply according to a third aspect is the switching power supply according to the first or second aspect, wherein the voltage changing unit includes a fourth resistor connected to an output and a fifth resistor connected in series to the fourth resistor. A second bypass switch connected in parallel to the sixth resistor and the fourth resistor or the fifth resistor, and the reference terminal of the shunt regulator includes the fifth resistor, The sixth resistor is connected between the sixth resistor and the sixth resistor.
本発明では、第２バイパススイッチは、第４抵抗、又は、第５抵抗に並列に接続されている。このため、第２バイパススイッチにより、第４抵抗、又は、第５抵抗をバイパスすることで、第４抵抗、第５抵抗、第６抵抗による分圧が変化するため、シャントレギュレーターのリファレンス端子に入力されるリファレンス電圧を変化させることができる In the present invention, the second bypass switch is connected in parallel to the fourth resistor or the fifth resistor. For this reason, by bypassing the fourth resistor or the fifth resistor by the second bypass switch, the voltage division by the fourth resistor, the fifth resistor, and the sixth resistor changes, and therefore, input to the reference terminal of the shunt regulator. Can change the reference voltage
第４の発明のスイッチング電源は、第３の発明のスイッチング電源において、前記第１バイパススイッチのオン、及び、オフと、前記第２バイパススイッチのオン、及び、オフとは、同期していることを特徴とする。 The switching power supply according to a fourth aspect is the switching power supply according to the third aspect, wherein the first bypass switch is on and off and the second bypass switch is on and off. It is characterized by.
本発明では、第１バイパススイッチのオン、及び、オフと、第２バイパススイッチのオン、及び、オフとは、同期している。このため、出力電圧の変化に合わせて、フィードバック素子に流れる電流が変化する。 In the present invention, the on and off of the first bypass switch and the on and off of the second bypass switch are synchronized. For this reason, the current flowing through the feedback element changes in accordance with the change in the output voltage.
本発明によれば、スイッチング電源の出力電圧を変更しても、フィードバックを正常に行うことができる。 According to the present invention, feedback can be normally performed even if the output voltage of the switching power supply is changed.
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスイッチング電源の回路構成を示す図である。スイッチング電源１は、整流回路Ｄ１と、コンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ１と、制御部Ｕ１と、トランスＴ１と、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ２と、ダイオードＤ３と、コンデンサＣ３と、フォトカプラＱ２と、シャントレギュレーターＵ２と、電圧変化回路２と、電流変化回路３と、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a switching power supply according to an embodiment of the present invention. The switching
整流回路Ｄ１は、交流電源から入力される交流電圧を整流する。コンデンサＣ１は、整流回路Ｄ１が整流した電圧を平滑する。平滑された電圧は、スイッチング素子Ｑ１に供給される。制御部Ｕ１（制御ＩＣ）は、スイッチング素子Ｑ１を制御する。制御部Ｕ１の電源端子は、トランスＴ１の補助巻線Ｔ４に接続されている。制御部Ｕ１は、補助巻線Ｔ４から出力された電圧を、ダイオードＤ３により整流した電源電圧によって動作する。コンデンサＣ３は、制御部Ｕ１の電源端子と、接地電位と、の間に接続されている。 The rectifier circuit D1 rectifies the AC voltage input from the AC power supply. The capacitor C1 smoothes the voltage rectified by the rectifier circuit D1. The smoothed voltage is supplied to the switching element Q1. The control unit U1 (control IC) controls the switching element Q1. The power supply terminal of the control unit U1 is connected to the auxiliary winding T4 of the transformer T1. The control unit U1 operates by a power supply voltage obtained by rectifying the voltage output from the auxiliary winding T4 by the diode D3. The capacitor C3 is connected between the power supply terminal of the control unit U1 and the ground potential.
スイッチング素子Ｑ１は、制御部Ｕ１により制御され、任意の周波数でスイッチングすることにより、任意の周波数の交流電圧をトランスＴ１の一次巻線Ｔ２に供給する。スイッチング素子Ｑ１は、例えば、ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１は、コンデンサＣ１からの電圧、又は、接地電位の電圧を一次巻線Ｔ２に供給する。トランスＴ１は、一次巻線Ｔ２に供給された電圧を変圧して二次巻線Ｔ３から出力する。ダイオードＤ２は、二次巻線Ｔ３からの交流電圧を整流する。コンデンサＣ２は、ダイオードＤ２が整流した電圧を平滑する。コンデンサＣ２が平滑した電圧が、スイッチング電源１の出力電圧である。
The switching element Q1 is controlled by the control unit U1, and supplies an AC voltage having an arbitrary frequency to the primary winding T2 of the transformer T1 by switching at an arbitrary frequency. The switching element Q1 is, for example, an n-type MOSFET. The switching element Q1 supplies the voltage from the capacitor C1 or the ground potential to the primary winding T2. The transformer T1 transforms the voltage supplied to the primary winding T2 and outputs it from the secondary winding T3. The diode D2 rectifies the AC voltage from the secondary winding T3. The capacitor C2 smoothes the voltage rectified by the diode D2. The voltage smoothed by the capacitor C2 is the output voltage of the switching
シャントレギュレーターＵ２は、スイッチング電源１の二次側でフォトカプラＱ２に接続されている。また、シャントレギュレーターＵ２は、スイッチング電源１の出力電圧に応じて、フォトカプラＱ２に流れる電流を変化させる。シャントレギュレーターＵ２のリファレンス端子は、抵抗Ｒ３Ｂと抵抗Ｒ４との間に接続されている。シャントレギュレーターＵ２のカソードは、フォトカプラＱ２（発光ダイオードのカソード）に接続されている。
The shunt regulator U2 is connected to the photocoupler Q2 on the secondary side of the switching
フォトカプラＱ２（フィードバック素子）は、発光ダイオードと、フォトトランジスタと、を有する。発光ダイオードのアノードは、抵抗Ｒ１Ｂと抵抗Ｒ２との間に接続されている。発光ダイオードのカソードは、抵抗Ｒ２とシャントレギュレーターＵ２との間に接続されている。フォトトランジスタのコレクタは、制御部Ｕ１のフィードバック端子に接続されている。フォトランジスタのエミッタは、接地電位に接続されている。 The photocoupler Q2 (feedback element) includes a light emitting diode and a phototransistor. The anode of the light emitting diode is connected between the resistor R1B and the resistor R2. The cathode of the light emitting diode is connected between the resistor R2 and the shunt regulator U2. The collector of the phototransistor is connected to the feedback terminal of the control unit U1. The emitter of the phototransistor is connected to the ground potential.
シャントレギュレーターＵ２は、リファレンス端子に入力される、スイッチング電源１の出力電圧の抵抗Ｒ３Ａと、抵抗Ｒ３Ｂと、抵抗Ｒ４と、による分圧に応じて、カソードの吸い込み電流が増減する。シャントレギュレーターＵ２は、リファレンス端子の電圧が高いほど、カソードの吸い込み電流が増加する。また、シャントレギュレーターＵ２は、リファレンス端子の電圧が低いほど、カソードの吸い込み電流が減少する。
In the shunt regulator U2, the cathode suction current increases or decreases according to the voltage division by the resistors R3A, R3B, and R4 of the output voltage of the switching
フォトカプラＱ２においては、シャントレギュレーターＵ２の吸い込み電流の増減に応じて、発光ダイオードの電流が増減する。発光ダイオードの電流の増減に応じて、フォトトランジスタの電流が増減する。フォトトランジスタの電流の増減は、制御部Ｕ１のフィードバック端子の電圧を変化させる。ここで、図示しないが、制御部Ｕ１のフィードバック端子には、抵抗を介して、電源が接続されている。このため、フォトランジスタの電流が増加するほど、フィードバック端子の電圧は、減少する。制御部Ｕ１は、フィードバック端子の電圧に応じて、スイッチング素子Ｑ１によるオン／オフのデューティーを変化させて、スイッチング電源１の出力電圧を調整する。
In the photocoupler Q2, the current of the light emitting diode increases or decreases according to the increase or decrease of the sink current of the shunt regulator U2. The current of the phototransistor increases or decreases according to the increase or decrease of the current of the light emitting diode. Increasing or decreasing the current of the phototransistor changes the voltage at the feedback terminal of the control unit U1. Here, although not shown, a power source is connected to the feedback terminal of the control unit U1 via a resistor. For this reason, the voltage at the feedback terminal decreases as the current of the photransistor increases. The control unit U1 adjusts the output voltage of the switching
電圧変化回路２（電圧変化部）は、シャントレギュレーターＵ２のリファレンス端子に入力されるリファレンス電圧を変化させる。電圧変化回路２は、抵抗Ｒ３Ａと、抵抗Ｒ３Ｂと、抵抗Ｒ４と、スイッチＳＷ２と、を有する。抵抗Ｒ３Ａ（第４抵抗）は、スイッチング電源１の出力（コンデンサＣ２）に接続されている。抵抗Ｒ３Ｂ（第５抵抗）と、抵抗Ｒ４（第６抵抗）とは、抵抗Ｒ３Ａに直列に接続されている。スイッチＳＷ２（第２バイパススイッチ）は、抵抗Ｒ３Ａに並列に接続されている。スイッチＳＷ２がオンの状態となると、抵抗Ｒ３Ａがバイパスされる。
The voltage change circuit 2 (voltage change unit) changes the reference voltage input to the reference terminal of the shunt regulator U2. The
スイッチＳＷ２がオフの状態では、シャントレギュレーターＵ２のリファレンス電圧（リファレンス端子の電圧）は、抵抗Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂと、抵抗Ｒ４と、による出力電圧の分圧となる。スイッチＳＷ２がオンの状態では、抵抗Ｒ３Ａがバイパスされるため、シャントレギュレーターＵ２のリファレンス電圧は、抵抗Ｒ３Ｂと、抵抗Ｒ４と、による、出力電圧の分圧となる。スイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔは、リファレンス電圧が２．５Ｖとなるように変化する。従って、スイッチＳＷ２をオンの状態とすると、スイッチン電源１の出力電圧Ｖｏｕｔは、変化する。
In the state where the switch SW2 is OFF, the reference voltage (voltage of the reference terminal) of the shunt regulator U2 is divided by the resistors R3A and R3B and the resistor R4. Since the resistor R3A is bypassed when the switch SW2 is on, the reference voltage of the shunt regulator U2 is divided by the output voltage by the resistor R3B and the resistor R4. The output voltage Vout of the switching
電流変化回路３（電流変化部）は、フォトカプラＱ２に流れる電流を変化させる。電流変化回路３は、抵抗Ｒ１Ａと、抵抗Ｒ１Ｂと、抵抗Ｒ２と、スイッチＳＷ１と、を有する。抵抗Ｒ２（第１抵抗）は、フォトカプラＱ２に並列に接続されている。抵抗Ｒ１Ａ（第２抵抗）と、抵抗Ｒ１Ｂ（第３抵抗）とは、抵抗Ｒ２に直列に接続されている。抵抗Ｒ１Ａは、スイッチング電源１の出力（コンデンサＣ１）に接続されている。スイッチＳＷ１（第１バイパススイッチ）は、抵抗Ｒ１Ａに並列に接続されている。スイッチＳＷ１がオンの状態となると、抵抗Ｒ１Ａがバイパスされる。このため、抵抗Ｒ１Ａに流れる電流Ｉｋａ（フォトカプラＱ２に流れる電流）が変化する。
The current change circuit 3 (current change unit) changes the current flowing through the photocoupler Q2. The
スイッチＳＷ１のオン、及び、オフと、スイッチＳＷ２のオン、及び、オフとは、同期している。すなわち、スイッチＳＷ２がオフのとき、スイッチＳＷ１もオフである。また、スイッチＳＷ２がオンのとき、スイッチＳＷ１もオンである。このため、出力電圧（リファレンス電圧）と、フォトカプラＱ２に流れる電流と、が変化する。 The on / off state of the switch SW1 is synchronized with the on / off state of the switch SW2. That is, when the switch SW2 is off, the switch SW1 is also off. Further, when the switch SW2 is on, the switch SW1 is also on. For this reason, the output voltage (reference voltage) and the current flowing through the photocoupler Q2 change.
図２、及び、図３は、スイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔ等の値を示した表である。図３においては、出力電圧を１０Ｖに変化させたとき、すなわち、スイッチＳＷ１をオンにしたとき、抵抗Ｒ１Ａに流れる電流Ｉｋａを変化させていない。すなわち、スイッチＳＷ１をオンにしたとき、スイッチＳＷ２をオンとせず、オフの状態としている。
2 and 3 are tables showing values such as the output voltage Vout of the switching
「Ｖｏｕｔ」は、スイッチング電源１の出力電圧を示している。「Ｒ１Ａ」は、抵抗Ｒ１Ａの抵抗値を示している。「Ｒ１Ｂ」は、抵抗Ｒ１Ｂの抵抗値を示している。「Ｒ２」は、抵抗Ｒ２の抵抗値を示している。「Ｒ３Ａ」は、抵抗Ｒ３Ａの抵抗値を示している。「Ｒ３Ｂ」は、抵抗Ｒ３Ｂの抵抗値を示している。「Ｒ４」は、抵抗Ｒ４の抵抗値を示している。「Ｉｋａ」は、抵抗Ｒ１Ａに流れる電流値を示している。「Ｖｋａ」は、シャントレギュレーターＵ２のカソード−接地電位間の電圧値を示している。「Ｉｆ」は、フィードバック電流を示している。
“Vout” indicates the output voltage of the switching
スイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔが２０Ｖである場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ２はオフの状態である。このため、図２において、Ｒ１Ａ＝５１０５Ω、Ｒ３Ａ＝４８２００Ωである。また、スイッチング電源１の出力電圧Ｖｏｕｔを１０Ｖに変化させた場合、スイッチＳＷ２は、オンの状態（Ｒ３Ａ＝０Ω）である。図３においては、出力電圧を１０Ｖに変化させたとき、スイッチＳＷ１は、オフの状態（Ｒ１Ａ＝５１０５Ω）であり、抵抗Ｒ１Ａに流れる電流Ｉｋａ（フォトカプラＱ２に流れる電流）を変化させていないため、フィードバック電流Ｉｆが枯渇している。図２においては、スイッチＳＷ１は、オンの状態（Ｒ１Ａ＝０Ω）である。図２に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔが２０Ｖ、１０Ｖ双方の場合において、Ｉｋａ＝１９６０μＡである。従って、出力電圧を変化させても、抵抗Ｒ１Ａに流れる電流Ｉｋａが小さくなることがないため、フィードバック電流Ｉｆが枯渇することがない。
When the output voltage Vout of the switching
以上説明したように、本実施形態では、電流変化回路３は、フォトカプラＱ２に流れる電流を変化させる。このため、電圧変化回路２により、リファレンス電圧を変化させ、スイッチング電源１の出力電圧を変化させても、電流変化回路３により、フォトカプラＱ２に流れる電流を変化させることができる。これにより、フォトカプラＱ２に流れる電流を適正とすることができるため、スイッチング電源１の出力電圧を変更しても、フィードバックを正常に行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、スイッチＳＷ１は、抵抗Ｒ１Ａに並列に接続されている。このため、スイッチＳＷ１により、抵抗Ｒ１Ａをバイパスすることで、フォトカプラＱ２に流れる電流を変化させることができる。 In the present embodiment, the switch SW1 is connected in parallel to the resistor R1A. For this reason, the current flowing through the photocoupler Q2 can be changed by bypassing the resistor R1A by the switch SW1.
また、本実施形態では、スイッチＳＷ２は、抵抗Ｒ３Ａに並列に接続されている。このため、スイッチＳＷ２により、抵抗Ｒ３Ａをバイパスすることで、抵抗Ｒ３Ａ、抵抗Ｒ３Ｂ、抵抗Ｒ４による分圧が変化するため、シャントレギュレーターＵ２のリファレンス端子に入力されるリファレンス電圧を変化させることができる。 In the present embodiment, the switch SW2 is connected in parallel to the resistor R3A. For this reason, by bypassing the resistor R3A with the switch SW2, the voltage division by the resistors R3A, R3B, and R4 changes, so that the reference voltage input to the reference terminal of the shunt regulator U2 can be changed.
また、本実施形態では、スイッチＳＷ１のオン、及び、オフと、スイッチＳＷ２のオン、及び、オフとは、同期している。このため、出力電圧の変化に合わせて、フォトカプラＱ２に流れる電流が変化する。 In the present embodiment, the on / off state of the switch SW1 and the on / off state of the switch SW2 are synchronized. For this reason, the current flowing through the photocoupler Q2 changes in accordance with the change in the output voltage.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the form which can apply this invention is not restricted to the above-mentioned embodiment, As suitably illustrated in the range which does not deviate from the meaning of this invention so that it may illustrate below. It is possible to make changes.
上述の実施形態においては、スイッチＳＷ１は、抵抗Ｒ１Ａに並列に接続されている。これに限らず、スイッチＳＷ１は、抵抗Ｒ１Ｂに並列に接続されていてもよい。また、スイッチＳＷ２は、抵抗Ｒ３Ａに接続されている。これに限らず、スイッチＳＷ２は、抵抗Ｒ３Ｂに並列に接続されていてもよい。 In the above-described embodiment, the switch SW1 is connected in parallel to the resistor R1A. Not limited to this, the switch SW1 may be connected in parallel to the resistor R1B. The switch SW2 is connected to the resistor R3A. Not limited to this, the switch SW2 may be connected in parallel to the resistor R3B.
本発明は、フライバック方式のスイッチング電源に好適に採用され得る。 The present invention can be suitably employed in a flyback type switching power supply.
１ スイッチング電源
２ 電圧変化回路（電圧変化部）
３ 電流変化回路（電流変化部）
Ｒ１Ａ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ１Ｂ 抵抗（第３抵抗）
Ｒ２ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ３Ａ 抵抗（第４抵抗）
Ｒ３Ｂ 抵抗（第５抵抗）
Ｒ４ 抵抗（第６抵抗）
Ｑ１ スイッチング素子
Ｑ２ フォトカプラ（フィードバック素子）
ＳＷ１ スイッチ（第１バイパススイッチ）
ＳＷ２ スイッチ（第２バイパススイッチ）
Ｕ１ 制御部
Ｕ２ シャントレギュレーター
1
3 Current change circuit (current change part)
R1A resistance (second resistance)
R1B resistor (third resistor)
R2 resistance (first resistance)
R3A resistance (4th resistance)
R3B resistor (5th resistor)
R4 resistance (6th resistance)
Q1 Switching element Q2 Photocoupler (feedback element)
SW1 switch (first bypass switch)
SW2 switch (second bypass switch)
U1 Control unit U2 Shunt regulator
Claims (4)
前記フィードバック素子に一次側で接続され、スイッチング素子を制御する制御部と、
カソードが、前記フィードバック素子に接続され、アノードが、接地電位に接続されたシャントレギュレーターと、
前記シャントレギュレーターのリファレンス端子に入力されるリファレンス電圧を変化させる電圧変化部と、
前記フィードバック素子に流れる電流を変化させる電流変化部と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源。 A feedback element;
A controller connected to the feedback element on the primary side and controlling the switching element;
A shunt regulator having a cathode connected to the feedback element and an anode connected to a ground potential;
A voltage changing unit that changes a reference voltage input to a reference terminal of the shunt regulator;
A current changing unit that changes a current flowing through the feedback element;
A switching power supply comprising:
前記フィードバック素子に並列に接続された第１抵抗と、
第１抵抗に直列に接続された第２抵抗と、第３抵抗と、
前記第２抵抗、又は、前記第３抵抗に並列に接続された第１バイパススイッチと、
を有し、
前記第３抵抗は、出力に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源。 The current changing portion is
A first resistor connected in parallel to the feedback element;
A second resistor connected in series with the first resistor; a third resistor;
A first bypass switch connected in parallel to the second resistor or the third resistor;
Have
The switching power supply according to claim 1, wherein the third resistor is connected to an output.
出力に接続された第４抵抗と、
前記第４抵抗に直列に接続された第５抵抗と、第６抵抗と、
前記第４抵抗、又は、前記第５抵抗に並列に接続された第２バイパススイッチと、
を有し、
前記シャントレギュレーターの前記リファレンス端子は、前記第５抵抗と、前記第６抵抗と、の間に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチング電源。 The voltage changing unit is
A fourth resistor connected to the output;
A fifth resistor connected in series to the fourth resistor; a sixth resistor;
A second bypass switch connected in parallel to the fourth resistor or the fifth resistor;
Have
The switching power supply according to claim 1 or 2, wherein the reference terminal of the shunt regulator is connected between the fifth resistor and the sixth resistor.
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