JP2021048722A - Switching power supply device - Google Patents

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Abstract

To provide a switching power supply device that enables high-speed overcurrent protection operation.SOLUTION: A switching power supply device 100 includes a transformer 103 with input windings 103a and output windings 103b and 103c, a resonant capacitor 104 connected in series with the input winding 103a, a switching circuit 102 that includes a first switching element 102a and a second switching element 102b, and generates a resonance current by turning on and off the first switching element 102a and the second switching element 102b in order to generate an AC voltage in the output windings 103b and 103c, and a rectifying smoothing circuit 107 that is connected to the output windings 103b and 103c and rectifies and smoothes the AC voltage to generate a predetermined output voltage V0, and the frequency of the resonance current can be adjusted by adjusting the capacitance value of the resonance capacitor 104.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、過電流保護動作を高速に行うことを可能に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 enables high-speed overcurrent protection operation.

スイッチング電源装置、特にハーフブリッジ電流共振型スイッチング電源装置は、入力巻線及び出力巻線を有するトランスと、入力巻線に対して直列に接続された直列共振用インダクタ及び直列共振用キャパシタと、２つのスイッチング素子を有するスイッチング回路と、出力巻線に接続された整流平滑回路とを備え、２つのスイッチング素子のそれぞれのオン時比率を約５０％に固定し、２つのスイッチング素子を互いに逆位相にオンオフして共振電流を生成させることによって、出力巻線に交流電圧を生成させ、この交流電圧を整流平滑回路によって整流平滑化させて所定の出力電圧を出力負荷に供給する。出力電圧は、例えば、出力電流が減少した場合には出力電圧が上昇する傾向になるので、２つのスイッチング素子のスイッチング周波数を上昇させ、出力電流が増加した場合には出力電圧が下降する傾向になるので、２つのスイッチング素子のスイッチング周波数を低下させる、等、２つのスイッチング素子のスイッチング周波数を調整することによって目標電圧に保持されるよう制御される。出力負荷において短絡等が発生して出力負荷が増大すると、スイッチング電源装置のスイッチング素子、直列共振用インダクタ、直列共振用キャパシタ、等の回路素子に過電流、過電圧が発生して回路素子を破壊する虞がある。 Switching power supplies, especially half-bridge current resonance type switching power supplies, include a transformer having an input winding and an output winding, a series resonance inductor and a series resonance capacitor connected in series with the input winding, and two. A switching circuit having two switching elements and a rectifying and smoothing circuit connected to the output winding are provided, and the on-time ratio of each of the two switching elements is fixed to about 50%, and the two switching elements are in opposite phases to each other. By turning on and off to generate a resonance current, an AC voltage is generated in the output winding, and this AC voltage is rectified and smoothed by a rectifying and smoothing circuit to supply a predetermined output voltage to the output load. As for the output voltage, for example, when the output current decreases, the output voltage tends to increase, so that the switching frequencies of the two switching elements tend to increase, and when the output current increases, the output voltage tends to decrease. Therefore, it is controlled to be held at the target voltage by adjusting the switching frequencies of the two switching elements, such as lowering the switching frequencies of the two switching elements. When a short circuit occurs in the output load and the output load increases, overcurrent and overvoltage are generated in the circuit elements such as the switching element of the switching power supply, the inductor for series resonance, and the capacitor for series resonance, and the circuit elements are destroyed. There is a risk.

引用文献１には、過電流保護動作を行うを可能にするスイッチング電源装置が開示されている。引用文献１のスイッチング電源装置においては、直列共振用キャパシタに対して並列に接続された補助コンデンサと、この補助コンデンサを流れる電流を検出する抵抗とが設けられ、抵抗によって補助コンデンサを流れる電流を電圧に変換し、その電圧が所定の閾値を超えた場合に、スイッチング素子のオンオフ動作を停止させて出力負荷への電力供給を停止したり、スイッチング素子のスイッチング周波数を強制的に上昇させて出力負荷への電力供給を制限したりすることによって過電流保護動作を行う。また、電圧制御発振器を有するスイッチング電源装置においては、過電流が発生した場合には、電圧制御発振器を制御することによって周波数を上昇させて出力負荷への電力供給を制限することによって過電流保護動作を行う。 Reference 1 discloses a switching power supply device that enables an overcurrent protection operation. In the switching power supply device of Reference 1, an auxiliary capacitor connected in parallel to the series resonance capacitor and a resistor for detecting the current flowing through the auxiliary capacitor are provided, and the current flowing through the auxiliary capacitor is voltageed by the resistor. When the voltage exceeds a predetermined threshold value, the on / off operation of the switching element is stopped to stop the power supply to the output load, or the switching frequency of the switching element is forcibly increased to output the output load. Overcurrent protection operation is performed by limiting the power supply to. Further, in a switching power supply device having a voltage controlled oscillator, when an overcurrent occurs, the frequency is increased by controlling the voltage controlled oscillator to limit the power supply to the output load, thereby performing an overcurrent protection operation. I do.

特開平７−２７４４９９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-274499

特許文献１によるスイッチング電源装置は、出力負荷において短絡等が発生して出力負荷が急峻に増大すると、スイッチング素子のオンオフ動作を停止させるまでの遅延時間を無視することができず、スイッチング電源装置のスイッチング素子、直列共振用インダクタ、直列共振用キャパシタ、等の回路素子に過電流、過電圧が発生して回路素子を破壊するという問題点がある。また、電圧制御発振器を有しない場合には、電圧制御発振器を制御することによって周波数を上昇させて出力負荷への電力供給を制限することができず、また、電力供給を制限するためには、スイッチング電源装置の内部回路が増大し、コストが増大するという問題点がある。 In the switching power supply device according to Patent Document 1, when a short circuit or the like occurs in the output load and the output load suddenly increases, the delay time until the on / off operation of the switching element is stopped cannot be ignored, and the switching power supply device There is a problem that an overcurrent or an overvoltage is generated in a circuit element such as a switching element, a series resonance inductor, or a series resonance capacitor, and the circuit element is destroyed. Further, when the voltage controlled oscillator is not provided, the frequency cannot be increased by controlling the voltage controlled oscillator to limit the power supply to the output load, and in order to limit the power supply, There is a problem that the internal circuit of the switching power supply device increases and the cost increases.

従って、本発明の目的は、上記問題点を解決して、共振電流の周波数を高速に上昇させて出力負荷への電力供給を制限し、スイッチング電源装置の回路素子の負荷を低減させることを可能にするスイッチング電源装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, increase the frequency of the resonance current at high speed, limit the power supply to the output load, and reduce the load on the circuit element of the switching power supply device. Is to provide a switching power supply.

本発明の１つの観点によれば、スイッチング電源装置が、入力巻線及び出力巻線を有するトランスと、入力巻線に対して直列に接続された共振用キャパシタと、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を有するスイッチング回路であって、出力巻線に交流電圧を生成させるために、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子をオンオフして共振電流を生成させるスイッチング回路と、出力巻線に接続され、交流電圧を整流平滑化して所定の出力電圧を生成する整流平滑回路とを備え、共振用キャパシタの静電容量値を調整することによって、共振電流の周波数を調整することができるようになっている。 According to one aspect of the present invention, the switching power supply includes a transformer having an input winding and an output winding, a resonance capacitor connected in series with the input winding, a first switching element, and a first switching element. A switching circuit having two switching elements, a switching circuit that turns the first switching element and the second switching element on and off to generate a resonance current in order to generate an AC voltage in the output winding, and an output winding. A rectifying and smoothing circuit connected to a line and rectifying and smoothing an AC voltage to generate a predetermined output voltage is provided, and the frequency of the resonance current can be adjusted by adjusting the capacitance value of the resonance capacitor. It has become like.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置が、共振電流が所定の電流値より大きい場合には、共振電流の周波数を上昇させるように、共振用キャパシタの静電容量値を調整することができるようになっている。 According to a specific example of the present invention, when the resonance current is larger than a predetermined current value, the switching power supply adjusts the capacitance value of the resonance capacitor so as to raise the frequency of the resonance current. Can be done.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置が、入力巻線に対して更に直列に接続された共振用インダクタを備える。 According to a specific example of the present invention, the switching power supply includes a resonant inductor further connected in series with the input winding.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置において、共振用キャパシタが、基準キャパシタ及びキャパシタ調整回路を備え、キャパシタ調整回路が、入力巻線に対して直列に接続されて共振電流の一部を流すことができる１つ以上のキャパシタを備える。 According to a specific example of the present invention, in the switching power supply device, the resonance capacitor includes a reference capacitor and a capacitor adjustment circuit, and the capacitor adjustment circuit is connected in series with the input winding to form a part of the resonance current. It comprises one or more capacitors capable of flowing.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置において、共振用キャパシタが、入力巻線に対して直列に接続されて共振電流の一部を流すことができる第１の分圧キャパシタ及び第２の分圧キャパシタを更に備え、第１の分圧キャパシタ及び第２の分圧キャパシタが互いに直列に接続され、キャパシタ調整回路が、第１の分圧キャパシタ又は第２の分圧キャパシタに対して並列に接続される。 According to a specific example of the present invention, in a switching power supply device, a first voltage dividing capacitor and a second voltage dividing capacitor in which a resonance capacitor is connected in series with an input winding to allow a part of a resonance current to flow. The first voltage dividing capacitor and the second voltage dividing capacitor are connected in series with each other, and the capacitor adjusting circuit is parallel to the first voltage dividing capacitor or the second voltage dividing capacitor. Connected to.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置が、キャパシタ調整回路の静電容量値を調整することによって、共振電流の周波数を調整することができる制御回路を更に備える。 According to a specific example of the present invention, the switching power supply further includes a control circuit capable of adjusting the frequency of the resonance current by adjusting the capacitance value of the capacitor adjustment circuit.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置において、制御回路が、共振電流が所定の電流値より大きい場合には、共振電流の周波数を上昇させるように、キャパシタ調整回路の静電容量値を調整することができるようになっている。 According to a specific example of the present invention, in a switching power supply device, when the resonance current is larger than a predetermined current value, the capacitance value of the capacitor adjustment circuit is increased so as to increase the frequency of the resonance current. Can be adjusted.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置が、共振電流の値を検出することできる共振電流検出回路を更に備え、制御回路が、検出された共振電流の値に従って、キャパシタ調整回路の静電容量値を調整することができるようになっている。 According to a specific example of the present invention, the switching power supply further includes a resonance current detection circuit capable of detecting the value of the resonance current, and the control circuit statically accommodates the capacitor adjustment circuit according to the detected value of the resonance current. The capacitance value can be adjusted.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置において、制御回路が、第１の分圧キャパシタ及び第２の分圧キャパシタによって分圧された分圧点の電圧を検出することができ、分圧点の電圧が第１の所定の電圧値より大きくなった場合には、第１のスイッチング素子をオフし、その後第２のスイッチング素子をオンし、分圧点の電圧が第２の所定の電圧値より小さくなった場合には、第２のスイッチング素子をオフし、その後第１のスイッチング素子をオンすることができるようになっている。 According to a specific example of the present invention, in the switching power supply device, the control circuit can detect the voltage at the voltage dividing point divided by the first voltage dividing capacitor and the second voltage dividing capacitor, and is divided. When the voltage at the pressure point becomes larger than the first predetermined voltage value, the first switching element is turned off, then the second switching element is turned on, and the voltage at the voltage dividing point becomes the second predetermined voltage. When the voltage value becomes smaller than the voltage value, the second switching element can be turned off and then the first switching element can be turned on.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置において、制御回路が、分圧点に電流を流し込む第１の電流源と、分圧点から電流を流し出す第２の電流源とを更に備え、制御回路が、第１のスイッチング素子のオン時に第１の電流源をオンして分圧点に電流を流し込み、第２のスイッチング素子のオン時に第２の電流源をオンして分圧点から電流を流し出すことによって、分圧点の電圧を調整することができるようになっている。 According to a specific example of the present invention, in the switching power supply device, the control circuit further includes a first current source for flowing a current to the voltage dividing point and a second current source for flowing a current from the voltage dividing point. , The control circuit turns on the first current source to flow the current to the voltage dividing point when the first switching element is turned on, and turns on the second current source to turn on the voltage dividing point when the second switching element is turned on. The voltage at the voltage dividing point can be adjusted by flowing a current from the voltage dividing point.

本発明の一具体例によれば、スイッチング電源装置において、制御回路が、第１の分圧キャパシタ及び第２の分圧キャパシタの分圧による分圧点の電圧、並びに／又は第１の電流源及び第２の電流源の電流による分圧点の電圧に従って、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子をオンオフすることができるようになっている。 According to a specific example of the present invention, in a switching power supply, the control circuit is a voltage at a voltage dividing point due to the voltage dividing of a first voltage dividing capacitor and a second voltage dividing capacitor, and / or a first current source. The first switching element and the second switching element can be turned on and off according to the voltage at the voltage dividing point due to the current of the second current source.

本発明によれば、過電流、過電圧が発生してから過電流保護動作が開始するまでの遅延時間を短縮することができ、それによって、スイッチング電源装置の回路素子における過電圧、過電流を防止することができ、更には回路素子の破壊を防止することができる。 According to the present invention, the delay time from the occurrence of overcurrent or overvoltage to the start of overcurrent protection operation can be shortened, thereby preventing overvoltage and overcurrent in the circuit element of the switching power supply device. Furthermore, it is possible to prevent the circuit element from being destroyed.

なお、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。 Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the examples of the present invention with respect to the accompanying drawings.

本発明の一実施形態としてのスイッチング電源装置の概略図である。It is the schematic of the switching power supply device as one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態としてのスイッチング電源装置の概略図である。It is the schematic of the switching power supply device as another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態としてのスイッチング電源装置の概略図である。It is the schematic of the switching power supply device as another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態としてのスイッチング電源装置の概略図である。It is the schematic of the switching power supply device as another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態としてのスイッチング電源装置の概略図である。It is the schematic of the switching power supply device as another embodiment of this invention. 図５の実施形態のスイッチング電源装置の動作波形を示す。The operation waveform of the switching power supply device of the embodiment of FIG. 5 is shown.

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these examples.

図１〜図５を参照して、本発明の幾つかの実施形態としてのスイッチング電源装置１００について説明する。スイッチング電源装置１００は、入力巻線１０３ａ、第１の出力巻線１０３ｂ、及び第２の出力巻線１０３ｃを有するトランス１０３と、入力巻線１０３ａに対して直列に接続された共振用キャパシタ１０４と、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂを有するスイッチング回路１０２と、第１の出力巻線１０３ｂ及び第２の出力巻線１０３ｃに接続された整流平滑回路１０７とを備え、入力電源１０１の入力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ０に変換する。 The switching power supply device 100 as some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The switching power supply device 100 includes a transformer 103 having an input winding 103a, a first output winding 103b, and a second output winding 103c, and a resonance capacitor 104 connected in series with the input winding 103a. , A switching circuit 102 having a first switching element 102a and a second switching element 102b, and a rectifying smoothing circuit 107 connected to the first output winding 103b and the second output winding 103c, and an input power supply. The input voltage V 1 of 101 is converted into the output voltage V 0.

図１においては、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂはＮＭＯＳトランジスタであるが、ＰＭＯＳトランジスタであってもよく、また、ＰＮＰトランジスタ、ＮＰＮトランジスタ、等の他のトランジスタによるスイッチであってもよい。また、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂにはそれぞれ、並列にキャパシタが接続されてもよく、逆並列にダイオードが接続されてもよい。 In FIG. 1, the first switching element 102a and the second switching element 102b are NMOS transistors, but they may also be MOSFET transistors, or switches by other transistors such as PNP transistors and NPN transistors. You may. Further, a capacitor may be connected in parallel to each of the first switching element 102a and the second switching element 102b, or a diode may be connected in antiparallel.

スイッチング回路１０２は、第１のスイッチング素子１０２ａのオン時比率を約５０％及び第２のスイッチング素子１０２ｂのオン時比率を約５０％に固定し、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂを互いに逆位相にオンオフすることによって、入力巻線１０３ａの漏れインダクタンスＬｌ及び共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒに基づく共振電流を生成させる。また、図２〜図５に示すように、入力巻線１０３ａに対して更に直列に接続された共振用インダクタ１０９が追加されてもよく、この場合には、スイッチング回路１０２は、共振用インダクタ１０９の自己インダクタンスＬｒ、入力巻線１０３ａの漏れインダクタンスＬｌ、及び共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒに基づく共振電流を生成させる。 The switching circuit 102 fixes the on-time ratio of the first switching element 102a to about 50% and the on-time ratio of the second switching element 102b to about 50%, and the first switching element 102a and the second switching element 102a. by turning on and off in opposite phase to each other 102b, to generate a resonant current based on the leakage inductance L l and capacitance value C r of the resonance capacitor 104 of the input winding 103a. Further, as shown in FIGS. 2 to 5, a resonance inductor 109 connected in series with the input winding 103a may be added. In this case, the switching circuit 102 is the resonance inductor 109. the self-inductance L r, the leakage inductance L l input windings 103a, and to generate a resonant current based on the capacitance value C r of the resonance capacitor 104.

生成された共振電流から、トランス１０３を介して、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂのオンオフ動作に応じて、第１の出力巻線１０３ｂ又は第２の出力巻線１０３ｃに交流電圧が生成される。整流平滑回路１０７は、生成された交流電圧を整流平滑化して所定の出力電圧Ｖ０を生成する。整流平滑回路１０７は、第１の出力巻線１０３ｂに接続された第１の整流素子１０７ｂ、第２の出力巻線１０３ｃに接続された第２の整流素子１０７ｃ、及び平滑キャパシタ１０７ａを備える。第１の出力巻線１０３ｂで生成された交流電圧は、第１の整流素子１０７ｂ及び平滑キャパシタ１０７ａによって整流平滑化され、第２の出力巻線１０３ｃで生成された交流電圧は、第２の整流素子１０７ｃ及び平滑キャパシタ１０７ａによって整流平滑化され、整流平滑回路１０７は、所定の出力電圧Ｖ０を生成し、出力負荷１０８に出力電流を供給する。図１〜図５においては、第１の整流素子１０７ｂ及び第２の整流素子１０７ｃはダイオードであるが、他の整流素子であってもよい。 From the generated resonance current, alternating current is applied to the first output winding 103b or the second output winding 103c via the transformer 103 according to the on / off operation of the first switching element 102a and the second switching element 102b. A voltage is generated. Rectifying and smoothing circuit 107, the generated AC voltage is rectified smoothed to produce a predetermined output voltage V 0. The rectifying and smoothing circuit 107 includes a first rectifying element 107b connected to the first output winding 103b, a second rectifying element 107c connected to the second output winding 103c, and a smoothing capacitor 107a. The AC voltage generated by the first output winding 103b is rectified and smoothed by the first rectifying element 107b and the smoothing capacitor 107a, and the AC voltage generated by the second output winding 103c is rectified by the second rectifying. It is rectified and smoothed by the element 107c and the smoothing capacitor 107a, and the rectifying and smoothing circuit 107 generates a predetermined output voltage V 0 and supplies an output current to the output load 108. In FIGS. 1 to 5, the first rectifying element 107b and the second rectifying element 107c are diodes, but other rectifying elements may be used.

スイッチング電源装置１００は、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを調整することによって、生成される共振電流の周波数を調整することができるようになっている。このように、共振電流の周波数を決定している共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを直接調整することにより、回路規模を増大させることなく、高速に過電流保護動作を行うことができる。例えば、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを大きくすれば共振電流の周波数を低下させることができ、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくすれば共振電流の周波数を上昇させることができる。スイッチング電源装置１００は、出力負荷に供給される出力電流を検出することができるようになっていてもよく、出力電流が所定の電流値より大きくなった場合には、共振電流の周波数を上昇させるために、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくさせるように直接調整して、高速に出力負荷１０８への電力供給を制限することができる。また、出力電流が大きくなる場合には共振電流も大きくなることから、スイッチング電源装置１００は、共振電流を検出することができるようになっていてもよく、共振電流が所定の電流値より大きくなった場合には、共振電流の周波数を上昇させるために、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくさせるように直接調整して、高速に出力負荷１０８への電力供給を制限することができる。 Switching power supply device 100 is adapted to by adjusting the capacitance value C r of the resonance capacitor 104, it is possible to adjust the frequency of the resonance current generated. Thus, by adjusting the capacitance value C r of the resonance capacitor 104 which determines the frequency of the resonant current can be directly carried out without increasing the circuit scale, the overcurrent protection operation at a high speed .. For example, it is possible to reduce the frequency of resonance current by increasing the capacitance value C r of the resonance capacitor 104, thereby increasing the frequency of the resonant current by reducing the electrostatic capacitance value C r of the resonance capacitor 104 be able to. The switching power supply device 100 may be capable of detecting the output current supplied to the output load, and when the output current becomes larger than a predetermined current value, the frequency of the resonance current is increased. for, it is possible to directly adjusted to reduce the capacitance value C r of the resonance capacitor 104, limits the power supply to the output load 108 at a high speed. Further, since the resonance current also increases when the output current increases, the switching power supply device 100 may be capable of detecting the resonance current, and the resonance current becomes larger than a predetermined current value. when the can, in order to increase the frequency of the resonant current, be adjusted directly so as to reduce the capacitance value C r of the resonance capacitor 104, limits the power supply to the output load 108 at a high speed it can.

共振用キャパシタ１０４は、基準キャパシタ１０４ａ及びキャパシタ調整回路１０５を備える。キャパシタ調整回路１０５は、入力巻線１０３ａに対して直列に接続されて共振電流の一部を流すことができる１つ以上の調整用キャパシタを備える。図１〜図５においては、第１の調整用キャパシタ１０５ａ及び第２の調整用キャパシタ１０５ｃが示されるが、１つのキャパシタであってもよく、３つ以上のキャパシタであってもよい。第１の調整用キャパシタ１０５ａには第１の調整用スイッチ１０５ｂが直列に接続され、第２の調整用キャパシタ１０５ｃには第２の調整用スイッチ１０５ｄが直列に接続される。図１〜図５においては、第１の調整用スイッチ１０５ｂ及び第２の調整用スイッチ１０５ｄはＮＭＯＳトランジスタであるが、ＮＭＯＳトランジスタのゲート電圧をＨｉｇｈ／ＬｏｗにしてＮＭＯＳトランジスタをオンオフすることによって、キャパシタ調整回路１０５の静電容量値Ｃａ、更には共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを調整することができる。なお、第１の調整用スイッチ１０５ｂ及び第２の調整用スイッチ１０５ｄは、他のトランジスタによるスイッチであってもよい。このように、第１の調整用スイッチ１０５ｂ及び第２の調整用スイッチ１０５ｄをオンオフすることによって、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを調整することができる。スイッチング電源装置１００は、出力電流及び／又は共振電流が所定の電流値より大きくなった場合には、共振電流の周波数を上昇させるために、第１の調整用スイッチ１０５ｂ及び／又は第２の調整用スイッチ１０５ｄをオフすることによって共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくさせるように調整することができる。 The resonance capacitor 104 includes a reference capacitor 104a and a capacitor adjustment circuit 105. The capacitor adjusting circuit 105 includes one or more adjusting capacitors connected in series with the input winding 103a and capable of passing a part of the resonance current. In FIGS. 1 to 5, the first adjusting capacitor 105a and the second adjusting capacitor 105c are shown, but they may be one capacitor or three or more capacitors. The first adjustment switch 105b is connected in series to the first adjustment capacitor 105a, and the second adjustment switch 105d is connected in series to the second adjustment capacitor 105c. In FIGS. 1 to 5, the first adjustment switch 105b and the second adjustment switch 105d are NMOS transistors. By setting the gate voltage of the NMOS transistors to High / Low and turning the NMOS transistors on and off, the capacitors are used. the capacitance value C a of the adjustment circuit 105, and further can adjust the capacitance value C r of the resonance capacitor 104. The first adjustment switch 105b and the second adjustment switch 105d may be switches using other transistors. Thus, by turning on and off the first adjusting switch 105b and the second adjustment switch 105d, it is possible to adjust the capacitance value C r of the resonance capacitor 104. The switching power supply device 100 adjusts the first adjustment switch 105b and / or the second adjustment in order to raise the frequency of the resonance current when the output current and / or the resonance current becomes larger than a predetermined current value. it can be adjusted so as to reduce the capacitance value C r of the resonance capacitor 104 by turning off the use switch 105d.

図３〜図５に示すように、共振用キャパシタ１０４は、入力巻線１０３ａに対して直列に接続されて共振電流の一部を流すことができる第１の分圧キャパシタ１０５ｅ及び第２の分圧キャパシタ１０５ｆを備えてもよい。第１の分圧キャパシタ１０５ｅ及び第２の分圧キャパシタ１０５ｆが互いに直列に接続される。第１の分圧キャパシタ１０５ｅの静電容量値と第２の分圧キャパシタ１０５ｆの静電容量値との比に基づいて、基準キャパシタ１０４ａに印加される電圧は分圧されることができる。図３〜図５においては、キャパシタ調整回路１０５は、第１の分圧キャパシタ１０５ｅに対して並列に接続されるが、第２の分圧キャパシタ１０５ｆに対して並列に接続されてもよい。また、図３〜図５においては、第１の調整用キャパシタ１０５ａのみが示されるが、２つ以上のキャパシタであってもよい。第１の調整用スイッチ１０５ｂをオンオフすることによって、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを調整することができる。スイッチング電源装置１００は、出力電流及び／又は共振電流が所定の電流値より大きくなった場合には、共振電流の周波数を上昇させるために、第１の調整用スイッチ１０５ｂをオフすることによって共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくさせるように調整することができる。 As shown in FIGS. 3 to 5, the resonance capacitor 104 is connected in series with the input winding 103a to allow a part of the resonance current to flow through the first voltage dividing capacitor 105e and the second voltage dividing capacitor 105e. A pressure capacitor 105f may be provided. The first voltage dividing capacitor 105e and the second voltage dividing capacitor 105f are connected in series with each other. The voltage applied to the reference capacitor 104a can be divided based on the ratio of the capacitance value of the first voltage dividing capacitor 105e to the capacitance value of the second voltage dividing capacitor 105f. In FIGS. 3 to 5, the capacitor adjusting circuit 105 is connected in parallel to the first voltage dividing capacitor 105e, but may be connected in parallel to the second voltage dividing capacitor 105f. Further, in FIGS. 3 to 5, only the first adjusting capacitor 105a is shown, but two or more capacitors may be used. By turning on and off the first adjusting switch 105b, it is possible to adjust the capacitance value C r of the resonance capacitor 104. When the output current and / or the resonance current becomes larger than a predetermined current value, the switching power supply device 100 is used for resonance by turning off the first adjustment switch 105b in order to raise the frequency of the resonance current. it can be adjusted so as to reduce the capacitance value C r of the capacitor 104.

スイッチング電源装置１００は、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを調整することによって、共振電流の周波数を調整するための制御回路１１０を備える。制御回路１１０は、出力電流及び／又は共振電流の電流値と所定の電流値とを比較し、比較結果に基づいて、上記のように、キャパシタ調整回路１０５の１つ以上の調整用スイッチをオンオフすることによってキャパシタ調整回路１０５の静電容量値Ｃａを調整し、それによって、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを調整することができる。制御回路１１０は、出力電流及び／又は共振電流の電流値が所定の電流値より大きくなったと判定した場合には、共振電流の周波数を上昇させるために、キャパシタ調整回路１０５の１つ以上の調整用スイッチをオフすることによって共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくさせるように調整することができる。 Switching power supply device 100, by adjusting the capacitance value C r of the resonance capacitor 104, a control circuit 110 for adjusting the frequency of the resonant current. The control circuit 110 compares the current value of the output current and / or the resonance current with a predetermined current value, and based on the comparison result, turns on / off one or more adjustment switches of the capacitor adjustment circuit 105 as described above. adjust the capacitance value C a of the capacitor adjustment circuit 105 by, whereby it is possible to adjust the capacitance value C r of the resonance capacitor 104. When the control circuit 110 determines that the current value of the output current and / or the resonance current becomes larger than the predetermined current value, the control circuit 110 adjusts one or more of the capacitor adjustment circuits 105 in order to raise the frequency of the resonance current. the use switch can be adjusted so as to reduce the capacitance value C r of the resonance capacitor 104 by turning off.

図４、図５に示すように、制御回路１１０は、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂを制御するためのスイッチング制御回路１１０ｃを備える。スイッチング制御回路１１０ｃは、第１の分圧キャパシタ１０５ｅ及び第２の分圧キャパシタ１０５ｆによって分圧された分圧点の電圧を検出してもよい。スイッチング制御回路１１０ｃは、分圧点の電圧が第１の所定の電圧値より大きくなった場合、すなわち基準キャパシタ１０４ａに印加される電圧が所定の電圧値より大きくなった場合には、第１のスイッチング素子１０２ａを介して共振電流を生成させることを停止するために、第１のスイッチング素子１０２ａをオフし、その後第２のスイッチング素子１０２ｂをオンすることができる。また、スイッチング制御回路１１０ｃは、分圧点の電圧が第２の所定の電圧値より小さくなった場合、すなわち基準キャパシタ１０４ａに印加される電圧が所定の電圧値より小さくなった場合には、第２のスイッチング素子１０２ｂを介して共振電流を生成させることを停止するために、第２のスイッチング素子１０２ｂをオフし、その後第１のスイッチング素子１０２ａをオンすることができる。上記のように、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくして共振電流の周波数を上昇させた場合には、分圧点の電圧はより高速に第１の所定の電圧値及び第２の所定の電圧値に到達するようになるので、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂのスイッチング周波数も上昇させることができ、更に出力負荷１０８への電力供給を制限することができる。なお、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂのスイッチング周波数を上昇させるには、過電流、過電圧が発生してから過電流保護動作が開始するまでに時間を要することになるが、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを直接小さくすることにより、高速に過電流保護動作を行うことができる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the control circuit 110 includes a switching control circuit 110c for controlling the first switching element 102a and the second switching element 102b. The switching control circuit 110c may detect the voltage at the voltage dividing point divided by the first voltage dividing capacitor 105e and the second voltage dividing capacitor 105f. The switching control circuit 110c is the first when the voltage at the voltage dividing point becomes larger than the first predetermined voltage value, that is, when the voltage applied to the reference capacitor 104a becomes larger than the predetermined voltage value. In order to stop generating the resonance current via the switching element 102a, the first switching element 102a can be turned off and then the second switching element 102b can be turned on. Further, the switching control circuit 110c has a second voltage when the voltage at the voltage dividing point becomes smaller than the second predetermined voltage value, that is, when the voltage applied to the reference capacitor 104a becomes smaller than the predetermined voltage value. In order to stop generating the resonance current via the switching element 102b of 2, the second switching element 102b can be turned off, and then the first switching element 102a can be turned on. As described above, when by reducing the electrostatic capacitance value C r of the resonance capacitor 104 to raise the frequency of the resonance current, voltage dividing point is a first predetermined voltage value and a faster Since the predetermined voltage value of 2 is reached, the switching frequencies of the first switching element 102a and the second switching element 102b can also be increased, and the power supply to the output load 108 can be limited. it can. In order to increase the switching frequency of the first switching element 102a and the second switching element 102b, it takes time from the occurrence of the overcurrent and the overvoltage to the start of the overcurrent protection operation. by reducing the electrostatic capacitance value C r of the resonance capacitor 104 directly, it is possible to perform the overcurrent protection operation at a high speed.

制御回路１１０は、分圧点に電流を流し込む第１の電流源１１０ａと、分圧点から電流を流し出す第２の電流源１１０ｂとを備えてもよい。スイッチング制御回路１１０ｃは、第１のスイッチング素子１０２ａに同期して、第１のスイッチング素子１０２ａのオン時には分圧点に電流を流し込むために第１の電流源１１０ａをオンさせ、第２のスイッチング素子１０２ｂに同期して、第２のスイッチング素子１０２ｂのオン時には分圧点から電流を流し出すために第２の電流源１１０ｂをオンさせることによって、分圧点の電圧を調整することができるようになっている。スイッチング制御回路１１０ｃは、第１の電流源１１０ａをオンさせて分圧点の電圧が第１の所定の電圧値より大きくなった場合には、第１のスイッチング素子１０２ａを介して共振電流を生成させることを停止するために、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第１の電流源１１０ａをオフし、その後第２のスイッチング素子１０２ｂ及び第２の電流源１１０ｂをオンすることができる。また、スイッチング制御回路１１０ｃは、第２の電流源１１０ｂをオンさせて分圧点の電圧が第２の所定の電圧値より小さくなった場合には、第２のスイッチング素子１０２ｂを介して共振電流を生成させることを停止するために、第２のスイッチング素子１０２ｂ及び第２の電流源１１０ｂをオフし、その後第１のスイッチング素子１０２ａ及び第１の電流源１１０ａをオンすることができる。第１の電流源１１０ａ及び第２の電流源１１０ｂを使用して第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂのスイッチング周波数を制御する場合、過電流、過電圧が発生してから過電流保護動作が開始するまでに時間を要することになるが、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを直接小さくすることにより、高速に過電流保護動作を行うことができる。 The control circuit 110 may include a first current source 110a for flowing a current to the voltage dividing point and a second current source 110b for flowing a current from the voltage dividing point. The switching control circuit 110c turns on the first current source 110a in order to flow a current to the voltage dividing point when the first switching element 102a is turned on in synchronization with the first switching element 102a, and the second switching element Synchronized with 102b, when the second switching element 102b is turned on, the voltage at the voltage dividing point can be adjusted by turning on the second current source 110b in order to allow current to flow from the voltage dividing point. It has become. When the first current source 110a is turned on and the voltage at the voltage dividing point becomes larger than the first predetermined voltage value, the switching control circuit 110c generates a resonance current via the first switching element 102a. The first switching element 102a and the first current source 110a can be turned off, and then the second switching element 102b and the second current source 110b can be turned on in order to stop the operation. Further, in the switching control circuit 110c, when the second current source 110b is turned on and the voltage at the voltage dividing point becomes smaller than the second predetermined voltage value, the resonance current is passed through the second switching element 102b. The second switching element 102b and the second current source 110b can be turned off, and then the first switching element 102a and the first current source 110a can be turned on. When the switching frequencies of the first switching element 102a and the second switching element 102b are controlled by using the first current source 110a and the second current source 110b, overcurrent protection is performed after an overcurrent or an overvoltage occurs. Although it takes time until the operation is started, by reducing the electrostatic capacitance value C r of the resonance capacitor 104 directly, it is possible to perform the overcurrent protection operation at a high speed.

スイッチング電源装置１００においては、上記のように、スイッチング制御回路１１０ｃが、第１の分圧キャパシタ１０５ｅ及び第２の分圧キャパシタ１０５ｆの分圧による分圧点の電圧を検出することによって、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂをオンオフするスイッチング周波数を制御することができてもよく、更には、第１の電流源１１０ａ及び第２の電流源１１０ｂの電流による分圧点の電圧を検出することによって、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂをオンオフするスイッチング周波数を制御することができてもよい。例えば、第１の分圧キャパシタ１０５ｅの静電容量値を第２の分圧キャパシタ１０５ｆの静電容量値に対して非常に大きくすれば、主に第１の電流源１１０ａ及び第２の電流源１１０ｂの電流による分圧点の電圧に従って、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂのスイッチング周波数を制御することができ、第１の分圧キャパシタ１０５ｅ及び第２の分圧キャパシタ１０５ｆの静電容量値を、第１の電流源１１０ａ及び第２の電流源１１０ｂの電流とオン時間との積に対して非常に大きくすれば、主に第１の分圧キャパシタ１０５ｅ及び第２の分圧キャパシタ１０５ｆの分圧による分圧点の電圧に従って、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂのスイッチング周波数を制御することができ、スイッチング電源装置１００の使用者は、必要に応じてスイッチング周波数の制御方法を選択することができる。 In the switching power supply device 100, as described above, the switching control circuit 110c detects the voltage at the voltage dividing point due to the voltage division of the first voltage dividing capacitor 105e and the second voltage dividing capacitor 105f. It may be possible to control the switching frequency for turning on / off the switching element 102a and the second switching element 102b, and further, the voltage at the voltage dividing point due to the currents of the first current source 110a and the second current source 110b. It may be possible to control the switching frequency for turning on / off the first switching element 102a and the second switching element 102b by detecting the above. For example, if the capacitance value of the first voltage dividing capacitor 105e is made very large with respect to the capacitance value of the second voltage dividing capacitor 105f, the first current source 110a and the second current source are mainly used. The switching frequencies of the first switching element 102a and the second switching element 102b can be controlled according to the voltage at the voltage dividing point due to the current of 110b, and the first voltage dividing capacitor 105e and the second voltage dividing capacitor 105f can be controlled. If the capacitance value is made very large with respect to the product of the current and the on-time of the first current source 110a and the second current source 110b, it is mainly the first voltage dividing capacitor 105e and the second component. The switching frequencies of the first switching element 102a and the second switching element 102b can be controlled according to the voltage at the voltage dividing point due to the voltage dividing of the pressure capacitor 105f, and the user of the switching power supply device 100 can control the switching frequency as needed. The switching frequency control method can be selected.

図５に示すように、共振用キャパシタ１０４は、共振電流の電流値を検出するための共振電流検出回路１０６を備えてもよい。共振電流検出回路１０６は、基準キャパシタ１０４ａに対して並列に接続される。共振電流検出回路１０６には共振電流の一部が流れ、共振電流検出回路１０６は、その一部の電流値を検出して制御回路１１０にその電流値を送信する。制御回路１１０は、検出されたその電流値、すなわち共振電流の電流値に従って、キャパシタ調整回路１０５の１つ以上のキャパシタの静電容量値Ｃａを調整することができるようになっている。図５においては、共振電流検出回路１０６は、電流検出キャパシタ１０６ａ及び電流検出抵抗１０６ｂを備える。電流検出抵抗１０６ｂは、電流検出キャパシタ１０６ａに対して直列に接続される。電流検出キャパシタ１０６ａを介して流れる共振電流の一部は、電流検出抵抗１０６ｂによって電圧に換算され、換算された電圧の電圧値が所定の電圧値より大きくなった場合には、制御回路１１０は、共振電流の周波数を上昇させるために、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくさせるように直接調整して、高速に出力負荷１０８への電力供給を制限することができる。 As shown in FIG. 5, the resonance capacitor 104 may include a resonance current detection circuit 106 for detecting the current value of the resonance current. The resonance current detection circuit 106 is connected in parallel with the reference capacitor 104a. A part of the resonance current flows through the resonance current detection circuit 106, and the resonance current detection circuit 106 detects the part of the current value and transmits the current value to the control circuit 110. Control circuit 110, the detected current value thereof, i.e. according to the current value of the resonant current, thereby making it possible to adjust one or more of the capacitance value C a of the capacitor of the capacitor adjustment circuit 105. In FIG. 5, the resonance current detection circuit 106 includes a current detection capacitor 106a and a current detection resistor 106b. The current detection resistor 106b is connected in series with the current detection capacitor 106a. A part of the resonance current flowing through the current detection capacitor 106a is converted into a voltage by the current detection resistor 106b, and when the voltage value of the converted voltage becomes larger than a predetermined voltage value, the control circuit 110 determines. to increase the frequency of the resonant current can be adjusted directly so as to reduce the capacitance value C r of the resonance capacitor 104, limits the power supply to the output load 108 at a high speed.

図６に、図５のスイッチング電源装置１００の動作波形を示す。上側が基準キャパシタ１０４ａに印加される電圧の動作波形であり、下側が第１の調整用スイッチ１０５ｂのＮＭＯＳトランジスタのゲット電圧の動作波形である。出力負荷１０８において短絡が発生すると、基準キャパシタ１０４ａに印加される電圧の振幅が徐々に増大する。過電流保護動作を行わなければ、基準キャパシタ１０４ａに印加される電圧の振幅は増大し続けることとなり、スイッチング電源装置１００の第１のスイッチング素子１０２ａ、第２のスイッチング素子１０２ｂ、共振用キャパシタ１０４、等の回路素子を破壊する虞を増大させる。制御回路１１０は、共振電流検出回路１０６の電流検出抵抗１０６ｂによって共振電流の一部を電圧に換算して得られた電圧値が所定の電圧値より大きくなったと判定して、過電流が発生したと判定した場合には、第１の調整用スイッチ１０５ｂのＮＭＯＳトランジスタのゲット電圧をＨｉｇｈからＬｏｗにさせて、第１の調整用スイッチ１０５ｂをオフさせる。それによって、制御回路１１０は、共振電流の周波数を上昇させるために、共振用キャパシタ１０４の静電容量値Ｃｒを小さくさせるように直接調整して、高速に出力負荷１０８への電力供給を制限することができ、高速に過電流保護動作を行うことができる。なお、図６においては、制御回路１１０は、過電流保護動作のために、第１の調整用スイッチ１０５ｂをオフさせるのと同時に、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂのオンオフ動作を停止させようとするが、実際には、第１のスイッチング素子１０２ａ及び第２のスイッチング素子１０２ｂのオンオフ動作の停止は、第１の調整用スイッチ１０５ｂのオフより遅延する。このように、第１の調整用スイッチ１０５ｂをオフすることにより、高速に過電流保護動作を行うことができる。 FIG. 6 shows the operation waveform of the switching power supply device 100 of FIG. The upper side is the operating waveform of the voltage applied to the reference capacitor 104a, and the lower side is the operating waveform of the get voltage of the NMOS transistor of the first adjustment switch 105b. When a short circuit occurs in the output load 108, the amplitude of the voltage applied to the reference capacitor 104a gradually increases. If the overcurrent protection operation is not performed, the amplitude of the voltage applied to the reference capacitor 104a will continue to increase, and the first switching element 102a, the second switching element 102b, and the resonance capacitor 104 of the switching power supply device 100 will continue to increase. Increases the risk of destroying circuit elements such as. The control circuit 110 determines that the voltage value obtained by converting a part of the resonance current into a voltage by the current detection resistor 106b of the resonance current detection circuit 106 becomes larger than a predetermined voltage value, and an overcurrent occurs. When it is determined, the get voltage of the NMOS transistor of the first adjustment switch 105b is changed from High to Low, and the first adjustment switch 105b is turned off. Thereby, the control circuit 110, limited in order to increase the frequency of the resonant current, by adjusting directly so as to reduce the capacitance value C r of the resonance capacitor 104, the power supply to the high speed to the output load 108 And the overcurrent protection operation can be performed at high speed. In FIG. 6, the control circuit 110 turns off the first adjustment switch 105b for the overcurrent protection operation, and at the same time, turns on / off the first switching element 102a and the second switching element 102b. However, in reality, the stop of the on / off operation of the first switching element 102a and the second switching element 102b is delayed from the off of the first adjustment switch 105b. By turning off the first adjustment switch 105b in this way, the overcurrent protection operation can be performed at high speed.

上記記載は特定の実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の原理と添付の特許請求の範囲の範囲内で種々の変更及び修正をすることができることは当業者に明らかである。 Although the above description has been made for a specific embodiment, it is clear to those skilled in the art that the present invention is not limited to this, and various changes and modifications can be made within the scope of the principles of the present invention and the appended claims. is there.

１００ スイッチング電源装置
１０１ 入力電源
１０２ スイッチング回路
１０２ａ 第１のスイッチング素子
１０２ｂ 第２のスイッチング素子
１０３ トランス
１０３ａ 入力巻線
１０３ｂ 第１の出力巻線
１０３ｃ 第２の出力巻線
１０４ 共振用キャパシタ
１０４ａ 基準キャパシタ
１０５ 共振用キャパシタ調整回路
１０５ａ 第１の調整用キャパシタ
１０５ｂ 第１の調整用スイッチ
１０５ｃ 第２の調整用キャパシタ
１０５ｄ 第２の調製用スイッチ
１０５ｅ 第１の分圧キャパシタ
１０５ｆ 第２の分圧キャパシタ
１０６ 共振電流検出回路
１０６ａ 電流検出キャパシタ
１０６ｂ 電流検出抵抗
１０７ 整流平滑回路
１０７ａ 平滑キャパシタ
１０７ｂ 第１の整流素子
１０７ｃ 第２の整流素子
１０８ 出力負荷
１０９ 共振用インダクタ
１１０ 制御回路
１１０ａ 第１の電流源
１１０ｂ 第２の電流源
１１０ｃ スイッチング制御回路 100 Switching power supply 101 Input power supply 102 Switching circuit 102a First switching element 102b Second switching element 103 Transformer 103a Input winding 103b First output winding 103c Second output winding 104 Resonance capacitor 104a Reference capacitor 105 Resonance capacitor adjustment circuit 105a First adjustment capacitor 105b First adjustment switch 105c Second adjustment capacitor 105d Second preparation switch 105e First voltage division capacitor 105f Second voltage division capacitor 106 Resonance current Detection circuit 106a Current detection capacitor 106b Current detection resistance 107 Rectification smoothing circuit 107a Smoothing capacitor 107b First rectifying element 107c Second rectifying element 108 Output load 109 Resonance inductor 110 Control circuit 110a First current source 110b Second current Source 110c switching control circuit

Claims (11)

入力巻線及び出力巻線を有するトランスと、
前記入力巻線に対して直列に接続された共振用キャパシタと、
第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を有するスイッチング回路であって、前記出力巻線に交流電圧を生成させるために、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子をオンオフして共振電流を生成させるスイッチング回路と、
前記出力巻線に接続され、前記交流電圧を整流平滑化して所定の出力電圧を生成する整流平滑回路と
を備えるスイッチング電源装置であって、
前記共振用キャパシタの静電容量値を調整することによって、前記共振電流の周波数を調整することができるようになっている、スイッチング電源装置。 A transformer with input and output windings,
A resonance capacitor connected in series with the input winding,
A switching circuit having a first switching element and a second switching element, in which the first switching element and the second switching element are turned on and off to resonate in order to generate an AC voltage in the output winding. A switching circuit that generates an electric current and
A switching power supply device including a rectifying and smoothing circuit connected to the output winding and rectifying and smoothing the AC voltage to generate a predetermined output voltage.
A switching power supply device capable of adjusting the frequency of the resonance current by adjusting the capacitance value of the resonance capacitor. 前記共振電流が所定の電流値より大きい場合には、前記共振電流の周波数を上昇させるように、前記共振用キャパシタの静電容量値を調整することができるようになっている、スイッチング電源装置。 A switching power supply device capable of adjusting the capacitance value of the resonance capacitor so as to raise the frequency of the resonance current when the resonance current is larger than a predetermined current value. 前記入力巻線に対して更に直列に接続された共振用インダクタを備える、請求項１又は２に記載のスイッチング電源装置。 The switching power supply according to claim 1 or 2, further comprising a resonant inductor connected in series with the input winding. 前記共振用キャパシタは、基準キャパシタ及びキャパシタ調整回路を備え、前記キャパシタ調整回路は、前記入力巻線に対して直列に接続されて前記共振電流の一部を流すことができる１つ以上のキャパシタを備える、請求項１〜３の何れか一項に記載のスイッチング電源装置。 The resonance capacitor includes a reference capacitor and a capacitor adjusting circuit, and the capacitor adjusting circuit includes one or more capacitors connected in series with the input winding and capable of passing a part of the resonance current. The switching power supply device according to any one of claims 1 to 3. 前記共振用キャパシタは、前記入力巻線に対して直列に接続されて前記共振電流の一部を流すことができる第１の分圧キャパシタ及び第２の分圧キャパシタを更に備え、前記第１の分圧キャパシタ及び前記第２の分圧キャパシタは互いに直列に接続され、前記キャパシタ調整回路は、前記第１の分圧キャパシタ又は前記第２の分圧キャパシタに対して並列に接続されている、請求項４に記載のスイッチング電源装置。 The resonance capacitor further includes a first voltage dividing capacitor and a second voltage dividing capacitor which are connected in series with the input winding and can flow a part of the resonance current, and the first capacitor is provided. The voltage dividing capacitor and the second voltage dividing capacitor are connected in series with each other, and the capacitor adjusting circuit is connected in parallel with the first voltage dividing capacitor or the second voltage dividing capacitor. Item 4. The switching power supply device according to item 4. 前記キャパシタ調整回路の静電容量値を調整することによって、前記共振電流の周波数を調整することができる制御回路を更に備える、請求項４又は５に記載のスイッチング電源装置。 The switching power supply device according to claim 4 or 5, further comprising a control circuit capable of adjusting the frequency of the resonance current by adjusting the capacitance value of the capacitor adjusting circuit. 前記制御回路は、前記共振電流が所定の電流値より大きい場合には、前記共振電流の周波数を上昇させるように、前記キャパシタ調整回路の静電容量値を調整することができるようになっている、請求項６に記載のスイッチング電源装置。 When the resonance current is larger than a predetermined current value, the control circuit can adjust the capacitance value of the capacitor adjustment circuit so as to increase the frequency of the resonance current. , The switching power supply device according to claim 6. 前記共振電流の値を検出することできる共振電流検出回路を更に備え、前記制御回路は、検出された前記共振電流の値に従って、前記キャパシタ調整回路の静電容量値を調整することができるようになっている、請求項６又は７に記載のスイッチング電源装置。 A resonance current detection circuit capable of detecting the value of the resonance current is further provided, and the control circuit can adjust the capacitance value of the capacitor adjusting circuit according to the detected value of the resonance current. The switching power supply device according to claim 6 or 7. 前記制御回路は、前記第１の分圧キャパシタ及び前記第２の分圧キャパシタによって分圧された分圧点の電圧を検出することができ、前記分圧点の電圧が第１の所定の電圧値より大きくなった場合には、前記第１のスイッチング素子をオフし、その後前記第２のスイッチング素子をオンし、前記分圧点の電圧が第２の所定の電圧値より小さくなった場合には、前記第２のスイッチング素子をオフし、その後前記第１のスイッチング素子をオンすることができるようになっている、請求項５〜８の何れか一項に記載のスイッチング電源装置。 The control circuit can detect the voltage at the voltage dividing point divided by the first voltage dividing capacitor and the second voltage dividing capacitor, and the voltage at the voltage dividing point is the first predetermined voltage. When it becomes larger than the value, the first switching element is turned off, then the second switching element is turned on, and the voltage at the voltage dividing point becomes smaller than the second predetermined voltage value. The switching power supply device according to any one of claims 5 to 8, wherein the second switching element can be turned off and then the first switching element can be turned on. 前記制御回路は、前記分圧点に電流を流し込む第１の電流源と、前記分圧点から電流を流し出す第２の電流源とを更に備え、前記制御回路は、前記第１のスイッチング素子のオン時に前記第１の電流源をオンして前記分圧点に電流を流し込み、前記第２のスイッチング素子のオン時に前記第２の電流源をオンして前記分圧点から電流を流し出すことによって、前記分圧点の電圧を調整することができるようになっている、請求項５〜９の何れか一項に記載のスイッチング電源装置。 The control circuit further includes a first current source for flowing a current to the voltage dividing point and a second current source for flowing a current from the voltage dividing point, and the control circuit is the first switching element. When the first current source is turned on and a current flows into the voltage dividing point, when the second switching element is turned on, the second current source is turned on and a current flows out from the voltage dividing point. The switching power supply device according to any one of claims 5 to 9, wherein the voltage at the voltage dividing point can be adjusted accordingly. 前記制御回路は、前記第１の分圧キャパシタ及び前記第２の分圧キャパシタの分圧による分圧点の電圧、並びに／又は前記第１の電流源及び前記第２の電流源の電流による分圧点の電圧に従って、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子をオンオフすることができるようになっている、請求項１０に記載のスイッチング電源装置。 The control circuit is divided by the voltage of the voltage dividing point due to the voltage dividing of the first voltage dividing capacitor and the second voltage dividing capacitor, and / or the current of the first current source and the second current source. The switching power supply device according to claim 10, wherein the first switching element and the second switching element can be turned on and off according to the voltage of the pressure point.
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