JP5403686B2 - Switching power supply device and method for starting the device - Google Patents

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Description

本発明はアクティブフィルタを備えたスイッチング電源装置とその起動方法に関し、特に、補助巻線の誘起電圧に基づいて、アクティブフィルタの制御回路とスイッチング制御回路の電源電圧となる直流の補助電圧を生成するスイッチング電源装置とその起動方法に関する。   The present invention relates to a switching power supply apparatus having an active filter and a starting method thereof, and in particular, generates a DC auxiliary voltage serving as a power supply voltage for an active filter control circuit and a switching control circuit based on an induced voltage of an auxiliary winding. The present invention relates to a switching power supply device and a startup method thereof.

商用交流電圧を整流した整流後の電圧をアクティブフィルタに供給して力率を改善するとともに、世界各国の各種商用交流電圧においても使用できるよう構成したワールドワイドなスイッチング電源装置として、例えば、図３に示すスイッチング電源装置が知られている（特許文献１参照）。   As a worldwide switching power supply configured to supply a rectified voltage obtained by rectifying a commercial AC voltage to an active filter to improve the power factor and to be used in various commercial AC voltages around the world, for example, FIG. The switching power supply device shown in FIG. 2 is known (see Patent Document 1).

図３に示すように、このスイッチング電源装置１０は、１００[Ｖ]／２００[Ｖ]系の商用交流電源から供給された商用交流電圧ＶACIN（８５〜１３２[Ｖ]／１８７〜２６４[Ｖ]）を整流する整流手段（ダイオードブリッジ回路Ｄ1）を備え、その出力電圧（以下、「一次側直流電圧」という）はアクティブフィルタ２に供給されている。 As shown in FIG. 3, the switching power supply 10 includes a commercial AC voltage V ACIN (85 to 132 [V] / 187 to 264 [V] supplied from a 100 [V] / 200 [V] system commercial AC power supply. ]) Is rectified (diode bridge circuit D 1 ), and its output voltage (hereinafter referred to as “primary DC voltage”) is supplied to the active filter 2.

アクティブフィルタ２は、チョーク等のリアクトルを介してダイオードブリッジ回路Ｄ1の出力端子間に接続されたスイッチング素子を有し、このスイッチング素子のスイッチング動作はアクティブフィルタ制御回路４からの制御信号によって制御される。アクティブフィルタ２によれば、一次側直流電圧を整形して正弦波状とすることにより、力率を改善することができる。 The active filter 2 has a switching element connected between output terminals of the diode bridge circuit D 1 via a reactor such as a choke, and the switching operation of the switching element is controlled by a control signal from the active filter control circuit 4. The According to the active filter 2, the power factor can be improved by shaping the primary side DC voltage into a sine wave shape.

アクティブフィルタ２の出力端子間には、コンデンサＣ1と、トランスＴの一次巻線Ｔ1および電力用ＦＥＴＱ1（スイッチング手段）のドレイン・ソース導電路とからなる直列回路が接続されている。電力用ＦＥＴＱ1のゲートにはスイッチング制御回路３からの制御信号が入力される。これにより、電力用ＦＥＴＱ1の導通期間が制御され、一次巻線Ｔ1にスイッチング電圧が供給される。 Between the output terminal of the active filter 2, a capacitor C 1, a series circuit consisting of the drain-source conduction path of the primary winding T 1 and the power FETs Q 1 of the transformer T (switching means) is connected. A control signal from the switching control circuit 3 is input to the gate of the power FET Q 1 . As a result, the conduction period of the power FET Q 1 is controlled, and the switching voltage is supplied to the primary winding T 1 .

トランスＴの二次巻線Ｔ2の一端には整流手段をなすダイオードＤ2のアノードが接続されている。また、ダイオードＤ2のカソードは平滑手段をなす平滑用コンデンサＣ2の一端に接続され、平滑用コンデンサＣ2の他端は二次巻線Ｔ2の他端に接続されている。平滑用コンデンサＣ2の両端からは、不図示の負荷に供給するための直流の二次側出力電圧ＶDCOUTが出力される。 One end of the secondary winding T 2 of the transformer T is connected to the anode of a diode D 2 that forms a rectifying means. The cathode of the diode D 2 is connected to one end of a smoothing capacitor C 2 that forms a smoothing means, and the other end of the smoothing capacitor C 2 is connected to the other end of the secondary winding T 2 . From both ends of the smoothing capacitor C 2 , a DC secondary output voltage V DCOUT to be supplied to a load (not shown ) is output.

平滑用コンデンサＣ2には、抵抗Ｒ2と抵抗Ｒ3を直列に接続してなる電圧検知手段５が並列に接続されている。抵抗Ｒ2と抵抗Ｒ3の接続点に接続されたフィードバック回路６は、二次側出力電圧ＶDCOUTの多寡に関する信号をスイッチング制御回路３に出力する。スイッチング制御回路３は、二次側出力電圧ＶDCOUTが一定となるように電力用ＦＥＴＱ1のスイッチング動作を制御する。 The smoothing capacitor C 2 is connected in parallel with voltage detecting means 5 formed by connecting a resistor R 2 and a resistor R 3 in series. The feedback circuit 6 connected to the connection point between the resistor R 2 and the resistor R 3 outputs a signal related to the amount of the secondary output voltage V DCOUT to the switching control circuit 3. The switching control circuit 3 controls the switching operation of the power FET Q 1 so that the secondary output voltage V DCOUT becomes constant.

図３に示すように、トランスＴは、一次巻線Ｔ1、二次巻線Ｔ2の他に２つの補助巻線Ｔ3、Ｔ4を有している。補助巻線Ｔ3、Ｔ4は、トランスＴのコアに一次巻線Ｔ1と同一の極性で巻回されており、直列に接続されている。また、補助巻線Ｔ3の一端は電力用ＦＥＴＱ1のソースに接続されている。なお、以下の説明では、補助巻線Ｔ3の２つの端部のうち、電力用ＦＥＴＱ1のソースに接続されている側の端部を「相互接続端」と呼び、その反対側の端部を「非相互接続端」（図３において、●が付されている側の端部）と呼ぶこととする。また、補助巻線Ｔ4の２つの端部のうち、補助巻線Ｔ3に接続されている側の端部を「相互接続端」と呼び、その反対側の端部を「非相互接続端」（●が付されている側の端部）と呼ぶこととする。 As shown in FIG. 3, the transformer T has two auxiliary windings T 3 and T 4 in addition to the primary winding T 1 and the secondary winding T 2 . The auxiliary windings T 3 and T 4 are wound around the core of the transformer T with the same polarity as the primary winding T 1 and are connected in series. One end of the auxiliary winding T 3 is connected to the source of the power FET Q 1 . In the following description, of the two ends of the auxiliary winding T 3 , the end connected to the source of the power FET Q 1 is referred to as an “interconnect end” and the opposite end Is referred to as a “non-interconnect end” (the end on the side marked with ● in FIG. 3). Of the two ends of the auxiliary winding T 4 , the end connected to the auxiliary winding T 3 is called an “interconnection end”, and the opposite end is referred to as a “non-interconnection end”. "(The end on the side marked with ●).

補助巻線Ｔ3、Ｔ4の誘起電圧に基づいて、スイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４の電源電圧となる補助電圧を生成する補助電源部には、例えば、非特許文献１に記載の定電圧回路７と、ダイオードＤ3、Ｄ4と、平滑用コンデンサＣ3、Ｃ4とが備えられている。 An auxiliary power supply unit that generates an auxiliary voltage serving as a power supply voltage for the switching control circuit 3 and the active filter control circuit 4 based on the induced voltages of the auxiliary windings T 3 and T 4 is described in, for example, Non-Patent Document 1. a constant voltage circuit 7, a diode D 3, D 4, a smoothing capacitor C 3, and C 4 are provided.

補助電源部において、ダイオードＤ4のアノードは補助巻線Ｔ4の非相互接続端に接続され、ダイオードＤ4のカソードは定電圧回路７を構成するトランジスタＱ2のコレクタに接続されている。トランジスタＱ2のベースは、ツェナーダイオードＺＤのカソードに接続され、ツェナーダイオードＺＤのアノードは補助巻線Ｔ3の相互接続端に接続されている。トランジスタＱ2のコレクタとベースとの間には抵抗Ｒ4が接続され、エミッタは平滑用コンデンサＣ3の一端に接続されている。補助巻線Ｔ3の非相互接続端も、順方向に接続されたダイオードＤ3を介して平滑用コンデンサＣ3の一端に接続され、平滑用コンデンサＣ3の他端は補助巻線Ｔ3の相互接続端に接続されている。また、補助巻線Ｔ3の相互接続端とダイオードＤ4のカソードとの間には平滑用コンデンサＣ4が接続されている。 In the auxiliary power supply unit, the anode of the diode D 4 is connected to the non-interconnection end of the auxiliary winding T 4 , and the cathode of the diode D 4 is connected to the collector of the transistor Q 2 constituting the constant voltage circuit 7. The base of the transistor Q 2 is connected to the cathode of the Zener diode ZD, and the anode of the Zener diode ZD is connected to the interconnection end of the auxiliary winding T 3 . A resistor R 4 is connected between the collector and base of the transistor Q 2 , and the emitter is connected to one end of the smoothing capacitor C 3 . Noninterconnect end of the auxiliary winding T 3 is also connected to one end of the smoothing capacitor C 3 via the diode D 3 which is connected in the forward direction, the smoothing capacitor C 3 and the other end of the auxiliary winding T 3 Connected to the interconnect end. A smoothing capacitor C 4 is connected between the interconnection end of the auxiliary winding T 3 and the cathode of the diode D 4 .

平滑用コンデンサＣ3の両端からは、スイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４の電源電圧となる補助電圧が出力される。補助電圧は、ダイオードＤ5を介してスイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４の電源ラインＰに供給される。電源ラインＰとダイオードブリッジ回路Ｄ1の出力端子との間には、起動抵抗Ｒ1が接続されている。また、電源ラインＰと補助巻線Ｔ3の相互接続端との間にはコンデンサＣ5が接続されている。 An auxiliary voltage serving as a power supply voltage for the switching control circuit 3 and the active filter control circuit 4 is output from both ends of the smoothing capacitor C 3 . The auxiliary voltage is supplied to the power supply line P of the switching control circuit 3 and the active filter control circuit 4 through the diode D 5 . A starting resistor R 1 is connected between the power supply line P and the output terminal of the diode bridge circuit D 1 . Further, a capacitor C 5 is connected between the power supply line P and the interconnection end of the auxiliary winding T 3 .

このスイッチング電源装置１０では、商用交流電圧ＶACINの入力が開始されると一次側直流電圧が上昇し、起動抵抗Ｒ1を介してコンデンサＣ5が充電される。そして、電源ラインＰの電圧がスイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４の各起動電圧まで上昇すると、両回路はそれぞれ動作を開始し、アクティブフィルタ２および電力用ＦＥＴＱ1を制御し始める。 In this switching power supply device 10, when the input of the commercial AC voltage V ACIN is started, the primary side DC voltage rises and the capacitor C 5 is charged via the starting resistor R 1 . When the voltage of the power supply line P rises to the starting voltage of the switching control circuit 3 and the active filter control circuit 4 starts each two circuit operation starts to control the active filter 2 and the power FETs Q 1.

アクティブフィルタ制御回路４の制御下でアクティブフィルタ２の出力電圧ＶC1が上昇すると、それに伴って補助巻線Ｔ3の誘起電圧をダイオードＤ3で直流化した電圧と、補助巻線Ｔ3および補助巻線Ｔ4の誘起電圧の和電圧をダイオードＤ4で直流化した電圧ＶC4（＝定電圧回路７の入力電圧）も上昇する。当然ながら、補助巻線Ｔ3の誘起電圧をダイオードＤ3で直流化した電圧は電圧ＶC4よりも上昇速度が遅いので、起動当初は定電圧回路７の出力電圧によって平滑用コンデンサＣ3が充電される。なお、定電圧回路７の出力電圧は、ツェナーダイオードＺＤが導通状態となると、それ以上上昇することなく一定電圧に維持される。 When the output voltage V C1 of the active filter 2 increases under the control of the active filter control circuit 4, a voltage direct current induced voltage of the auxiliary winding T 3 in the diode D 3 with it, an auxiliary winding T 3 and the auxiliary (input voltage = constant voltage circuit 7) voltage V C4 that direct current sum voltage of the induced voltage in the winding T 4 in the diode D 4 is also increased. As a matter of course, the voltage obtained by converting the induced voltage of the auxiliary winding T 3 into a direct current by the diode D 3 is slower than the voltage V C4 , so that the smoothing capacitor C 3 is charged by the output voltage of the constant voltage circuit 7 at the start. Is done. The output voltage of the constant voltage circuit 7 is maintained at a constant voltage without further increase when the Zener diode ZD becomes conductive.

その後、アクティブフィルタ２の出力電圧ＶC1がさらに上昇して、補助巻線Ｔ3の誘起電圧をダイオードＤ3で直流化した電圧が定電圧回路７の出力電圧よりも高くなると、平滑用コンデンサＣ3はダイオードＤ3を通じて充電されるようになる。このとき、定電圧回路７は動作を停止する。 Thereafter, when the output voltage V C1 of the active filter 2 further rises and the voltage obtained by converting the induced voltage of the auxiliary winding T 3 into a direct current by the diode D 3 becomes higher than the output voltage of the constant voltage circuit 7, the smoothing capacitor C 3 will be charged through the diode D 3. At this time, the constant voltage circuit 7 stops its operation.

つまり、このスイッチング電源装置１０において、スイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４は、起動当初は起動抵抗Ｒ1および定電圧回路７を介して必要な電力が供給されるが、アクティブフィルタ２の出力電圧ＶC1が十分上昇した後（定常時）は、補助巻線Ｔ3の誘起電圧から生成された電圧により電力が供給される。したがって、スイッチング電源装置１０によれば、起動抵抗Ｒ1および定電圧回路７による定常時の電力損失を削減にすることができる。 That is, in this switching power supply device 10, the switching control circuit 3 and the active filter control circuit 4 are initially supplied with necessary power via the starting resistor R 1 and the constant voltage circuit 7, but the output of the active filter 2. After the voltage V C1 has risen sufficiently (during steady state), power is supplied by a voltage generated from the induced voltage of the auxiliary winding T 3 . Therefore, according to the switching power supply device 10, it is possible to reduce the power loss in the steady state due to the starting resistor R 1 and the constant voltage circuit 7.

特開２００１−１６８５１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-16851

実用電子回路ハンドブック１「トランジスタと組み合わせた定電圧回路」、ＣＱ出版社、１９７２年９月、ｐ．３７５、図４Practical Electronic Circuit Handbook 1 “Constant Voltage Circuit Combined with Transistor”, CQ Publishing Co., Ltd., September 1972, p. 375, FIG.

しかしながら、この従来のスイッチング電源装置１０は、起動時にアクティブフィルタ２の負担が増大するという問題があった。   However, the conventional switching power supply device 10 has a problem that the load on the active filter 2 increases at the time of startup.

より詳しくは、このスイッチング電源装置１０では、起動抵抗Ｒ1が一次側直流電圧を供給することによってスイッチング制御回路３とアクティブフィルタ制御回路４とがほぼ同時に起動するため、アクティブフィルタ２は、出力電圧ＶC1を０Ｖから設定電圧（例えば、３７３[Ｖ]（＝２６４[Ｖ]×√２））にまで上昇させるべく平滑コンデンサＣ1を長時間に亘って全力で充電しなければならない。その結果、アクティブフィルタ２は過電流状態となり、構成素子が劣化したり、損傷したりするおそれがあった。 More specifically, in the switching power supply unit 10, for activating the switching control circuit 3 by starting resistor R 1 supplies a primary DC voltage and active filter control circuit 4 is almost the same time, the active filter 2, the output voltage In order to raise V C1 from 0 V to a set voltage (for example, 373 [V] (= 264 [V] × √2)), the smoothing capacitor C 1 must be fully charged for a long time. As a result, the active filter 2 is in an overcurrent state, and there is a possibility that the constituent elements are deteriorated or damaged.

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、起動時にアクティブフィルタの負担が増大するのを防ぐことができるスイッチング電源装置、および該装置の起動方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a switching power supply device that can prevent an increase in the burden on the active filter at the time of startup, and a method for starting the device. There is.

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、
（Ａ）外部から入力された交流電圧を整流および平滑して得た一次側直流電圧が供給されるアクティブフィルタと、（Ｂ）アクティブフィルタを制御するアクティブフィルタ制御回路と、（Ｃ）アクティブフィルタの出力電圧をスイッチングしてスイッチング電圧を生成するスイッチング手段と、（Ｄ）スイッチング手段を制御するスイッチング制御回路と、（Ｅ）一次側直流電圧をスイッチング制御回路に供給する起動抵抗と、（Ｆ）スイッチング電圧が供給される一次巻線と、二次巻線と、一次巻線電圧の上昇に伴って誘起電圧が上昇するように一次巻線と同一極性に巻回された第１および第２補助巻線とを有するトランスと、（Ｇ）トランスの二次巻線の誘起電圧を整流および平滑して直流の二次側出力電圧を生成する出力電圧生成手段と、（Ｈ）第１および第２補助巻線の誘起電圧に基づいて直流の補助電圧を生成し、該補助電圧を電源電圧としてスイッチング制御回路およびアクティブフィルタ制御回路に供給する補助電源部とを備えたスイッチング電源装置であって、
上記補助電源部は、（ａ）第１補助巻線の誘起電圧を整流および平滑して第１直流化電圧を生成する第１直流化手段と、（ｂ）第１および第２補助巻線の誘起電圧の和電圧を整流および平滑して第２直流化電圧を生成する第２直流化手段と、（ｃ）第２直流化手段の出力側に設けられ、第２直流化電圧を制限して定電圧化することで第３直流化電圧を生成する定電圧化手段と、（ｄ）定電圧化手段をバイパスするように第２直流化手段の出力とアクティブフィルタ制御回路とを繋ぐバイパスライン上に介装されたバイパス抵抗とを有し、
スイッチング制御回路およびアクティブフィルタ制御回路を起動させる際に、スイッチング制御回路には起動抵抗を介して一次側直流電圧が供給され、アクティブフィルタ制御回路にはバイパス抵抗を介して第２直流化電圧が供給されることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a switching power supply device according to the present invention provides:
(A) an active filter to which a primary side DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage input from the outside is supplied, (B) an active filter control circuit for controlling the active filter, and (C) an active filter Switching means for switching the output voltage to generate a switching voltage; (D) a switching control circuit for controlling the switching means; (E) a starting resistor for supplying the primary side DC voltage to the switching control circuit; and (F) switching. A primary winding to which a voltage is supplied, a secondary winding, and first and second auxiliary windings wound in the same polarity as the primary winding so that the induced voltage increases as the primary winding voltage increases And (G) an output voltage generator for rectifying and smoothing the induced voltage of the secondary winding of the transformer to generate a DC secondary output voltage. And (H) an auxiliary power supply unit that generates a DC auxiliary voltage based on the induced voltage of the first and second auxiliary windings and supplies the auxiliary voltage as a power supply voltage to the switching control circuit and the active filter control circuit. A switching power supply device comprising:
The auxiliary power unit includes: (a) first DC conversion means that rectifies and smoothes the induced voltage of the first auxiliary winding to generate a first DC voltage; and (b) first and second auxiliary windings. A second direct current generating means for generating a second direct current voltage by rectifying and smoothing the sum of the induced voltages; and (c) provided on the output side of the second direct current means for limiting the second direct current voltage. A constant voltage generating means for generating a third DC voltage by making the voltage constant; and (d) a bypass line connecting the output of the second DC means and the active filter control circuit so as to bypass the constant voltage generating means. And a bypass resistor interposed in the
When starting the switching control circuit and the active filter control circuit, the switching control circuit is supplied with the primary DC voltage via the starting resistor, and the active filter control circuit is supplied with the second DC voltage via the bypass resistor. It is characterized by being.

また、本発明に係るスイッチング電源装置の起動方法は、
（Ａ）外部から入力された交流電圧を整流および平滑して得た一次側直流電圧が供給されるアクティブフィルタと、（Ｂ）アクティブフィルタを制御するアクティブフィルタ制御回路と、（Ｃ）アクティブフィルタの出力電圧をスイッチングしてスイッチング電圧を生成するスイッチング手段と、（Ｄ）スイッチング手段を制御するスイッチング制御回路と、（Ｅ）一次側直流電圧をスイッチング制御回路に供給する起動抵抗と、（Ｆ）スイッチング電圧が供給される一次巻線と、二次巻線と、一次巻線電圧の上昇に伴って誘起電圧が上昇するように一次巻線と同一極性に巻回された第１および第２補助巻線とを有するトランスと、（Ｇ）二次巻線の誘起電圧を整流および平滑して直流の二次側出力電圧を生成する出力電圧生成手段と、（Ｈ）第１および第２補助巻線の誘起電圧に基づいて直流の補助電圧を生成し、該補助電圧を電源電圧としてスイッチング制御回路およびアクティブフィルタ制御回路に供給する補助電源部とを備えたスイッチング電源装置の起動方法であって、
上記補助電源部を、（ａ）第１補助巻線の誘起電圧を整流および平滑して第１直流化電圧を生成する第１直流化手段と、（ｂ）第１および第２補助巻線の誘起電圧の和電圧を整流および平滑して第２直流化電圧を生成する第２直流化手段と、（ｃ）第２直流化手段の出力側に設けられ、第２直流化電圧を制限して定電圧化することで第３直流化電圧を生成する定電圧化手段と、（ｄ）定電圧化手段をバイパスするように第２直流化手段の出力とアクティブフィルタ制御回路とを繋ぐバイパスライン上に介装されたバイパス抵抗とから構成し、
交流電圧の入力が開始されると、起動抵抗を介して供給された一次側直流電圧を利用してスイッチング制御回路が起動し、その後、第３直流化電圧に加えてバイパス抵抗を介して供給された第２直流化電圧を利用してアクティブフィルタ制御回路が起動することを特徴としている。 The switching power supply startup method according to the present invention includes:
(A) an active filter to which a primary side DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage input from the outside is supplied, (B) an active filter control circuit for controlling the active filter, and (C) an active filter Switching means for switching the output voltage to generate a switching voltage; (D) a switching control circuit for controlling the switching means; (E) a starting resistor for supplying the primary side DC voltage to the switching control circuit; and (F) switching. A primary winding to which a voltage is supplied, a secondary winding, and first and second auxiliary windings wound in the same polarity as the primary winding so that the induced voltage increases as the primary winding voltage increases (G) output voltage generating means for rectifying and smoothing the induced voltage of the secondary winding to generate a DC secondary output voltage, (H A switching power supply device comprising: an auxiliary power supply section that generates a DC auxiliary voltage based on the induced voltage of the first and second auxiliary windings and supplies the auxiliary voltage as a power supply voltage to the switching control circuit and the active filter control circuit The starting method of
(A) first DC conversion means for rectifying and smoothing the induced voltage of the first auxiliary winding to generate a first DC voltage; and (b) first and second auxiliary windings. A second direct current generating means for generating a second direct current voltage by rectifying and smoothing the sum of the induced voltages; and (c) provided on the output side of the second direct current means for limiting the second direct current voltage. A constant voltage generating means for generating a third DC voltage by making the voltage constant; and (d) a bypass line connecting the output of the second DC means and the active filter control circuit so as to bypass the constant voltage generating means. And a bypass resistor interposed in the
When the input of the AC voltage is started, the switching control circuit is started using the primary side DC voltage supplied via the starting resistor, and then supplied via the bypass resistor in addition to the third DC voltage. The active filter control circuit is activated using the second DC voltage.

この構成（スイッチング電源装置および該装置の起動方法）では、一次側直流電圧をスイッチング制御回路に供給する起動抵抗を備えているので、外部からの交流電圧が入力されて一次側直流電圧が上昇すると、スイッチング制御回路が起動する。一方、起動抵抗は、アクティブフィルタ制御回路には一次側直流電圧を供給しないので、アクティブフィルタ制御回路はスイッチング制御回路よりも必ず遅れて起動する。したがって、この構成によれば、両制御回路の同時起動に起因してアクティブフィルタの負担が増大するのを防ぐことができる。   In this configuration (switching power supply device and method for starting the device), a starting resistor for supplying the primary side DC voltage to the switching control circuit is provided. Therefore, when the AC voltage from the outside is input and the primary side DC voltage increases. The switching control circuit is activated. On the other hand, since the starting resistor does not supply the primary side DC voltage to the active filter control circuit, the active filter control circuit always starts after the switching control circuit. Therefore, according to this configuration, it is possible to prevent the burden on the active filter from increasing due to the simultaneous activation of both control circuits.

さらに、この構成では、補助電源部が第２直流化手段の出力とアクティブフィルタ制御回路とを繋ぐバイパスライン上に介装されたバイパス抵抗を有しているので、アクティブフィルタ制御回路を起動させる際に、アクティブフィルタ制御回路に、第２直流化電圧を供給することができる。すなわち、［背景技術］の項で説明したように、スイッチング制御回路とアクティブフィルタ制御回路とを正常に動作させるためには、（i）第３直流化電圧および第１直流化電圧を、スイッチング制御回路とアクティブフィルタ制御回路の耐電圧（許容入力電圧）を超えない電圧値に設定するとともに、（ii）第３直流化電圧を第１直流化電圧より低い電圧値に設定する必要がある。このため、従来技術では、アクティブフィルタ制御回路を起動させる際に、第３直流化電圧では電圧値が不足し、起動不良を引き起こす場合があった。これに対し、本発明によれば、アクティブフィルタ制御回路を起動させる際に、バイパス抵抗を介してアクティブフィルタ制御回路に第２直流化電圧を供給して不足電圧を補うことができる。したがって、スイッチング制御回路およびアクティブフィルタ制御回路の耐電圧との関係で、第３直流化電圧を十分に高くできない場合であっても、アクティブフィルタ制御回路を確実に起動することができる。   Further, in this configuration, since the auxiliary power supply unit has a bypass resistor interposed on a bypass line that connects the output of the second DC unit and the active filter control circuit, the active filter control circuit is activated. In addition, the second DC voltage can be supplied to the active filter control circuit. That is, as explained in the section of “Background Art”, in order to operate the switching control circuit and the active filter control circuit normally, (i) the third DC voltage and the first DC voltage are switched. It is necessary to set the voltage value that does not exceed the withstand voltage (allowable input voltage) of the circuit and the active filter control circuit, and (ii) set the third DC voltage to a voltage value lower than the first DC voltage. For this reason, in the prior art, when starting the active filter control circuit, the voltage value is insufficient with the third DC voltage, which may cause a start-up failure. On the other hand, according to the present invention, when the active filter control circuit is started, the second DC voltage can be supplied to the active filter control circuit via the bypass resistor to compensate for the insufficient voltage. Therefore, the active filter control circuit can be reliably started even when the third DC voltage cannot be sufficiently increased due to the withstand voltages of the switching control circuit and the active filter control circuit.

上記の構成において、第３直流化電圧は、ツェナーダイオードの降伏電圧によって第２直流化電圧を制限して定電圧化することにより簡易に生成することができる。   In the above configuration, the third DC voltage can be easily generated by limiting the second DC voltage with the breakdown voltage of the Zener diode and making the voltage constant.

本発明によれば、起動時にアクティブフィルタの負担が増大するのを防ぐことができ、しかもアクティブフィルタ制御回路を確実に起動させることができるスイッチング電源装置および該装置の起動方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a switching power supply apparatus that can prevent an active filter load from increasing at the time of activation and can reliably activate an active filter control circuit, and a method for activating the apparatus. .

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各部電圧波形を簡略化したグラフである。It is the graph which simplified each part voltage waveform of the switching power supply concerning the present invention. 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.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係るスイッチング電源装置およびその起動方法の好ましい実施形態について説明する。なお、図１に示されている各構成要素のうち、図３と同一の符号を付した構成要素については従来技術で説明したものと同様なので、ここでは説明を一部省略する。また、以下の説明において、符号ＶC1、ＶC3、ＶC4、ＶC5は、それぞれ平滑用コンデンサＣ1、Ｃ3、Ｃ4、Ｃ5の両端の電圧を意味するものとする。 Hereinafter, preferred embodiments of a switching power supply device and a startup method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that, among the components shown in FIG. 1, the components given the same reference numerals as those in FIG. 3 are the same as those described in the related art, and thus the description thereof is partially omitted here. In the following description, the symbols V C1 , V C3 , V C4 , and V C5 mean voltages across the smoothing capacitors C 1 , C 3 , C 4 , and C 5 , respectively.

［スイッチング電源装置の構成］
図１に示すように、本発明に係るスイッチング電源装置１において、トランスＴは、一次巻線Ｔ1、二次巻線Ｔ2の他に第１および第２補助巻線Ｔ3、Ｔ4を有している。第１および第２補助巻線Ｔ3、Ｔ4は、トランスＴのコアに一次巻線Ｔ1と同一の極性で巻回されており、直列に接続されている。また、第１補助巻線Ｔ3の一端（相互接続端）は電力用ＦＥＴＱ1のソースに接続されている。 [Configuration of switching power supply unit]
As shown in FIG. 1, in the switching power supply device 1 according to the present invention, the transformer T includes first and second auxiliary windings T 3 and T 4 in addition to the primary winding T 1 and the secondary winding T 2. Have. The first and second auxiliary windings T 3 and T 4 are wound around the core of the transformer T with the same polarity as the primary winding T 1 and are connected in series. One end (interconnection end) of the first auxiliary winding T 3 is connected to the source of the power FET Q 1 .

第１および第２補助巻線Ｔ3、Ｔ4の誘起電圧に基づいて、スイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４の電源電圧となる補助電圧を生成する補助電源部には、定電圧回路７と、ダイオードＤ3、Ｄ4と、平滑用コンデンサＣ3、Ｃ4と、バイパス抵抗Ｒ5とが備えられている。 A constant voltage circuit 7 is included in the auxiliary power supply section that generates an auxiliary voltage that becomes a power supply voltage for the switching control circuit 3 and the active filter control circuit 4 based on the induced voltages of the first and second auxiliary windings T 3 and T 4. And diodes D 3 and D 4 , smoothing capacitors C 3 and C 4, and a bypass resistor R 5 .

このうち、ダイオードＤ3および平滑用コンデンサＣ3は本発明の「第１直流化手段」を構成し、第１補助巻線Ｔ3の誘起電圧を整流および平滑して「第１直流化電圧」を生成する。ダイオードＤ4および平滑用コンデンサＣ4は本発明の「第２直流化手段」を構成し、第１および第２補助巻線Ｔ3、Ｔ4の誘起電圧の和電圧を整流および平滑して「第２直流化電圧」（＝ＶC4）を生成する。また、定電圧回路７は本発明の「定電圧化手段」を構成し、予め設定された既定電圧を超えないように第２直流化電圧ＶC4を制限して定電圧化することで「第３直流化電圧」を生成する。そして、平滑用コンデンサＣ3は、定電圧化手段で生成された第３直流化電圧と、第１直流化手段で生成された第１直流化電圧とによって選択的に充電される。 Among them, the diode D 3 and the smoothing capacitor C 3 constitute the “first direct current means” of the present invention, and rectify and smooth the induced voltage of the first auxiliary winding T 3 to obtain the “first direct current voltage”. Is generated. The diode D 4 and the smoothing capacitor C 4 constitute the “second direct current means” of the present invention. The sum of the induced voltages of the first and second auxiliary windings T 3 and T 4 is rectified and smoothed to obtain “ A second DC voltage ”(= V C4 ) is generated. Further, the constant voltage circuit 7 constitutes a “constant voltage converting means” of the present invention, and limits the second DC voltage V C4 so as not to exceed a preset voltage, so that the “first voltage” is achieved. 3 DC voltage ”is generated. Then, the smoothing capacitor C 3 is a third direct current voltage generated by the constant voltage means, it is selectively charged by a first direct current voltage generated by the first direct current unit.

補助電源部において、ダイオードＤ4のアノードは第２補助巻線Ｔ4の非相互接続端に接続され、ダイオードＤ4のカソードは定電圧回路７を構成するトランジスタＱ2のコレクタに接続されている。トランジスタＱ2のベースは、ツェナーダイオードＺＤのカソードに接続され、ツェナーダイオードＺＤのアノードは第１補助巻線Ｔ3の相互接続端に接続されている。トランジスタＱ2のコレクタとベースとの間には抵抗Ｒ4が接続され、エミッタは平滑用コンデンサＣ3の一端に接続されている。第１補助巻線Ｔ3の非相互接続端も、順方向に接続されたダイオードＤ3を介して平滑用コンデンサＣ3の一端に接続され、平滑用コンデンサＣ3の他端は第１補助巻線Ｔ3の相互接続端に接続されている。また、第１補助巻線Ｔ3の相互接続端とダイオードＤ4のカソードとの間には平滑用コンデンサＣ4が接続されている。 In the auxiliary power supply unit, the anode of the diode D 4 is connected to the non-interconnection end of the second auxiliary winding T 4 , and the cathode of the diode D 4 is connected to the collector of the transistor Q 2 constituting the constant voltage circuit 7. . The base of the transistor Q 2 is connected to the cathode of the Zener diode ZD, and the anode of the Zener diode ZD is connected to the interconnection terminal of the first auxiliary winding T 3 . A resistor R 4 is connected between the collector and base of the transistor Q 2 , and the emitter is connected to one end of the smoothing capacitor C 3 . The non-interconnecting end of the first auxiliary winding T 3 is also connected to one end of the smoothing capacitor C 3 via the diode D 3 connected in the forward direction, and the other end of the smoothing capacitor C 3 is the first auxiliary winding. and it is connected to the interconnection end of the line T 3. Further, a smoothing capacitor C 4 is connected between the interconnection end of the first auxiliary winding T 3 and the cathode of the diode D 4 .

平滑用コンデンサＣ3の両端からは、スイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４の電源電圧となる直流の補助電圧ＶC3が出力される。補助電圧ＶC3は、ダイオードＤ5を介してスイッチング制御回路３の電源ラインＰ3（スイッチング制御回路３の電源入力端子に繋がるライン）に供給される。電源ラインＰ3とダイオードブリッジ回路Ｄ1の出力端子との間には、起動抵抗Ｒ1が接続されている。また、電源ラインＰ3と第１補助巻線Ｔ3の相互接続端との間にはコンデンサＣ5が接続されている。 From both ends of the smoothing capacitor C 3, a DC auxiliary voltage V C3 serving as a power supply voltage for the switching control circuit 3 and the active filter control circuit 4 is output. Auxiliary voltage V C3 is supplied to the power supply line P 3 of the switching control circuit 3 (line leading to the power supply input terminal of the switching control circuit 3) through the diode D 5. A starting resistor R 1 is connected between the power supply line P 3 and the output terminal of the diode bridge circuit D 1 . The capacitor C 5 is connected between the power supply line P 3 interconnected ends of the first auxiliary winding T 3.

平滑用コンデンサＣ3の両端から出力される補助電圧ＶC3は、ダイオードＤ6を介してアクティブフィルタ制御回路４の電源ラインＰ4（アクティブフィルタ制御回路４の電源入力端子に繋がるライン）にも供給される。図１に示すように、アクティブフィルタ制御回路４の電源ラインＰ4には、起動抵抗Ｒ1が接続されていない。また、電源ラインＰ3と電源ラインＰ4の間には、電源ラインＰ3の電圧（＝スイッチング制御回路３の電源電圧）が電源ラインＰ4の電圧（＝アクティブフィルタ制御回路４の電源電圧。以下、この電圧を「電源電圧ＶIC2」とする）に影響を及ぼすのを防ぐための、逆方向に接続されたダイオードＤ5が存在している。したがって、図１に示す構成によれば、電源電圧ＶIC2が一次側直流電圧の影響を受けて上昇することに起因したスイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４の同時起動を防ぎ、アクティブフィルタ２の負担を低減することができる。 The auxiliary voltage V C3 output from both ends of the smoothing capacitor C 3 is also supplied to the power line P 4 of the active filter control circuit 4 (a line connected to the power input terminal of the active filter control circuit 4) via the diode D 6. Is done. As shown in FIG. 1, the starting resistor R 1 is not connected to the power supply line P 4 of the active filter control circuit 4. Further, between the power supply line P 3 and the power supply line P 4 , the voltage of the power supply line P 3 (= the power supply voltage of the switching control circuit 3) is the voltage of the power supply line P 4 (= the power supply voltage of the active filter control circuit 4). In the following, there is a diode D 5 connected in the opposite direction to prevent this voltage from affecting the “power supply voltage V IC2 ”. Therefore, according to the configuration shown in FIG. 1, simultaneous activation of the switching control circuit 3 and the active filter control circuit 4 due to the power supply voltage V IC2 rising due to the influence of the primary side DC voltage is prevented, and the active filter 2 Can be reduced.

その一方で、電源電圧ＶIC2は、第２直流化電圧ＶC4の影響を受けるよう構成されている。具体的には、アクティブフィルタ制御回路４の電源ラインＰ4の端部（アクティブフィルタ制御回路４の電源入力端子に繋がる側と反対側の端部）はバイパスラインＰ5の一端に接続されている。バイパスラインＰ5の他端は第２直流化手段、より詳しくは平滑用コンデンサＣ4の一端に接続されている。また、バイパスラインＰ5にはバイパス抵抗Ｒ5が介装されている。したがって、電源電圧ＶIC2よりも第２直流化電圧ＶC4が高い場合は、第２直流化手段からアクティブフィルタ制御回路４に向けてバイパス抵抗Ｒ5を介して電流が流れ、アクティブフィルタ制御回路４の電源電圧ＶIC2が上昇する。 On the other hand, the power supply voltage V IC2 is configured to be affected by the second DC voltage V C4 . Specifically, the end of the power supply line P 4 of the active filter control circuit 4 (the end opposite to the side connected to the power input terminal of the active filter control circuit 4) is connected to one end of the bypass line P 5 . . The other end of the bypass line P 5 is connected to the second DC means, more specifically, one end of the smoothing capacitor C 4 . Further, a bypass resistor R 5 is interposed in the bypass line P 5 . Therefore, when the second DC voltage V C4 is higher than the power supply voltage V IC2, a current flows from the second DC means to the active filter control circuit 4 via the bypass resistor R 5 , and the active filter control circuit 4 The power supply voltage V IC2 increases.

電源電圧ＶIC2をより高く上昇させたい場合は、第２直流化電圧ＶC4の設定電圧を高くして電源電圧ＶIC2と第２直流化電圧ＶC4の電圧差を大きくするか、またはバイパス抵抗Ｒ5の抵抗値を小さくして、アクティブフィルタ制御回路４に向かって流れる電流量を増やせばよい。しかし、バイパス抵抗Ｒ5の抵抗値を小さくした場合には、抵抗損失が大きくなるため、アクティブフィルタ制御回路４の起動を十分に補える範囲で大きな抵抗値に設定することが好ましい。 If you want higher to increase the power supply voltage V IC 2, either by increasing the set voltage of the second direct current voltage V C4 and the power supply voltage V IC 2 to increase the voltage difference between the second direct current voltage V C4, or bypass resistor It is only necessary to decrease the resistance value of R 5 and increase the amount of current flowing toward the active filter control circuit 4. However, when the resistance value of the bypass resistor R 5 is reduced, the resistance loss increases. Therefore, it is preferable to set the resistance value to a large value within a range that can sufficiently compensate for the activation of the active filter control circuit 4.

［スイッチング電源装置の起動時の動作］
次に、図２を参照して、本発明に係るスイッチング電源装置１の起動時の動作について具体的に説明する。なお、図２は、下記条件の下でスイッチング電源装置１を起動させた場合の各部電圧波形の一例であって、条件が異なれば異なった電圧波形となることは言うまでもない。
・商用交流電圧ＶACIN＝ＡＣ９０[Ｖ]
・トランスＴの巻数比Ｔ1：Ｔ2：Ｔ3：Ｔ4＝４４：１０：２：７
・スイッチング制御回路３の起動電圧／耐圧＝１６[Ｖ]／３０[Ｖ]
・アクティブフィルタ制御回路４の起動電圧／耐圧＝１２．７[Ｖ]／２２[Ｖ]
・Ｒ1＝２００[ｋΩ]
・Ｒ5＝１０[ｋΩ]
・ツェナーダイオードＺＤの設定電圧（降伏電圧）＝２０[Ｖ]
・アクティブフィルタ２の設定電圧＝３７３[Ｖ]（＝２６４[Ｖ]×√２） [Operation at startup of switching power supply unit]
Next, with reference to FIG. 2, the operation | movement at the time of starting of the switching power supply device 1 which concerns on this invention is demonstrated concretely. FIG. 2 is an example of the voltage waveform of each part when the switching power supply device 1 is activated under the following conditions, and it goes without saying that the voltage waveforms differ depending on the conditions.
・ Commercial AC voltage V ACIN = AC90 [V]
-Turn ratio of transformer T: T 1 : T 2 : T 3 : T 4 = 44: 10: 2: 7
・ Starting voltage / breakdown voltage of switching control circuit 3 = 16 [V] / 30 [V]
・ Start-up voltage / withstand voltage of active filter control circuit 4 = 12.7 [V] / 22 [V]
・ R 1 = 200 [kΩ]
・ R 5 = 10 [kΩ]
・ Setting voltage (breakdown voltage) of Zener diode ZD = 20 [V]
・ Set voltage of active filter 2 = 373 [V] (= 264 [V] × √2)

図２に示すように、時間ｔ0において商用交流電圧ＶACINの入力が開始され、一次側直流電圧が上昇すると、それに伴ってアクティブフィルタ２の出力電圧ＶC1が１２７[Ｖ]（＝９０[Ｖ]×√２）まで上昇するとともに、起動抵抗Ｒ1を通って、ダイオードブリッジ回路Ｄ1の出力端子からスイッチング制御回路３の電源ラインＰ3に電流が流れる。そして、この電流によってコンデンサＣ5が充電され、スイッチング制御回路３の電源電圧ＶC5が上昇する。 As shown in FIG. 2, when the input of the commercial AC voltage V ACIN is started at time t 0 and the primary side DC voltage rises, the output voltage V C1 of the active filter 2 is accordingly 127 [V] (= 90 [ V] × √2) and current flows from the output terminal of the diode bridge circuit D 1 to the power supply line P 3 of the switching control circuit 3 through the starting resistor R 1 . The capacitor C 5 is charged by this current, and the power supply voltage V C5 of the switching control circuit 3 rises.

電源電圧ＶC5が上昇を続け、時間ｔ1において１６[Ｖ]になるとスイッチング制御回路３が起動し、スイッチング制御回路３は電力用ＦＥＴＱ1を制御し始める。これにより、第１および第２補助巻線Ｔ3、Ｔ4に誘起電圧が発生して第２直流化電圧ＶC4が上昇し、トランジスタＱ2が導通状態となる。そして、補助電圧ＶC3は、第２直流化電圧ＶC4にやや遅れて上昇する。 When the power supply voltage V C5 continues to rise and reaches 16 [V] at time t 1 , the switching control circuit 3 is activated, and the switching control circuit 3 starts to control the power FET Q 1 . As a result, an induced voltage is generated in the first and second auxiliary windings T 3 and T 4 , the second DC voltage V C4 rises, and the transistor Q 2 becomes conductive. The auxiliary voltage V C3 rises with a slight delay from the second DC voltage V C4 .

図１に示すように、第２直流化電圧ＶC4はバイパス抵抗Ｒ5を介してアクティブフィルタ制御回路４の電源ラインＰ4に供給される。また、補助電圧ＶC3はダイオードＤ6を介して電源ラインＰ4に供給される。したがって、第２直流化電圧ＶC4および補助電圧ＶC3が上昇すると、それに伴ってアクティブフィルタ制御回路４の電源電圧ＶIC2も上昇する。 As shown in FIG. 1, the second DC voltage V C4 is supplied to the power supply line P 4 of the active filter control circuit 4 via the bypass resistor R 5 . The auxiliary voltage V C3 is supplied to the power supply line P 4 via the diode D 6 . Therefore, when the second DC voltage V C4 and the auxiliary voltage V C3 rise, the power supply voltage V IC2 of the active filter control circuit 4 also rises accordingly.

電源電圧ＶIC2が上昇を続け、時間ｔ2において１２．７[Ｖ]になるとアクティブフィルタ制御回路４が起動し、アクティブフィルタ制御回路４はアクティブフィルタ２を制御し始める。そして、図２（Ｂ）に示すように、アクティブフィルタ２は出力電圧ＶC1を１２７Ｖから設定電圧である３７３[Ｖ]にまで上昇させる。 When the power supply voltage V IC2 continues to rise and reaches 12.7 [V] at time t 2 , the active filter control circuit 4 is activated, and the active filter control circuit 4 starts to control the active filter 2. Then, as shown in FIG. 2B, the active filter 2 raises the output voltage V C1 from 127 V to 373 [V] which is the set voltage.

ここで、仮に起動抵抗Ｒ5によるバイパス経路を省略した場合でも、補助電圧ＶC3によって電源電圧ＶIC2が上昇し、アクティブフィルタ制御回路４は起動するとも考えられる。しかしながら、この場合の電源電圧ＶIC2の上昇率は、バイパス抵抗Ｒ5を備えた場合の上昇率よりも低く、しかも、電源電圧ＶIC2と補助電圧ＶC3との電圧差が小さくなるにつれて電源電圧ＶIC2の上昇率は次第に低下する。したがって、スイッチング制御回路３またはアクティブフィルタ制御回路４の耐圧が低く、補助電圧ＶC3を高めに設定できない場合は、電源電圧ＶIC2がアクティブフィルタ制御回路４の起動電圧まで上昇せず、アクティブフィルタ制御回路４の起動に失敗するおそれがある。この点、第２直流化電圧ＶC4は両制御回路に直接的に供給される電圧ではないため、両制御回路の耐圧との関係で制限を受けることなく、高めに設定することができる。したがって、バイパス抵抗Ｒ5を介してアクティブフィルタ制御回路４に第２直流化電圧ＶC4を供給して不足電圧を補うことにより、アクティブフィルタ制御回路４を確実に起動させることができる。 Here, even if the bypass path by the starting resistor R 5 is omitted, it is considered that the power supply voltage V IC2 is increased by the auxiliary voltage V C3 and the active filter control circuit 4 is started. However, the rate of increase of the power supply voltage V IC2 in this case is lower than the rate of increase when the bypass resistor R 5 is provided, and the power supply voltage increases as the voltage difference between the power supply voltage V IC2 and the auxiliary voltage V C3 decreases. The rate of increase of V IC2 gradually decreases. Accordingly, when the switching control circuit 3 or the active filter control circuit 4 has a low withstand voltage and the auxiliary voltage V C3 cannot be set high, the power supply voltage V IC2 does not rise to the starting voltage of the active filter control circuit 4 and the active filter control There is a possibility that starting of the circuit 4 may fail. In this respect, since the second DC voltage V C4 is not a voltage that is directly supplied to both control circuits, the second DC voltage V C4 can be set higher without being restricted due to the breakdown voltage of both control circuits. Therefore, the active filter control circuit 4 can be reliably started by supplying the second DC voltage V C4 to the active filter control circuit 4 via the bypass resistor R 5 to compensate for the insufficient voltage.

アクティブフィルタ２の出力電圧ＶC1が上昇すると、それに伴って各巻線の誘起電圧も上昇し、第２直流化電圧ＶC4および第３直流化電圧（補助電圧ＶC3）が上昇する。そして、第２直流化電圧ＶC4がツェナーダイオードＺＤの設定電圧である２０[Ｖ]を超えると、ツェナーダイオードＺＤが導通状態となり、第３直流化電圧はそれ以上上昇することなく約２０[Ｖ]で一定となる。一方、図２（Ｃ）に示すように、第２直流化電圧ＶC4は上昇を続け、７６[Ｖ]となる。 When the output voltage V C1 of the active filter 2 increases, the induced voltage of each winding also increases accordingly, and the second DC voltage V C4 and the third DC voltage (auxiliary voltage V C3 ) increase. When the second DC voltage V C4 exceeds 20 [V], which is the set voltage of the Zener diode ZD, the Zener diode ZD becomes conductive, and the third DC voltage does not increase any more and is about 20 [V ] Is constant. On the other hand, as shown in FIG. 2C, the second DC voltage V C4 continues to rise to 76 [V].

また、第１補助巻線Ｔ3の誘起電圧が上昇すると第１直流化電圧も上昇する。そして、第１直流化電圧が約２０[Ｖ]を超えると、定電圧化回路７で生成された第３直流化電圧ではなく、第１直流化手段で生成された第１直流化電圧によって平滑用コンデンサＣ3が充電されるようになる。すなわち、平滑用コンデンサＣ3は、第１直流化電圧および第３直流化電圧のいずれか高い方の電圧によって充電され、当該高い方の電圧が補助電圧ＶC3としてスイッチング制御回路３およびアクティブフィルタ制御回路４に供給される。 Further, when the induced voltage of the first auxiliary winding T 3 increases, the first DC voltage also increases. When the first DC voltage exceeds about 20 [V], the first DC voltage generated by the first DC circuit is not smoothed by the third DC voltage generated by the constant voltage circuit 7. The capacitor C 3 is charged. That is, the smoothing capacitor C 3 is charged by the higher one of the first DC voltage and the third DC voltage, and the higher voltage is used as the auxiliary voltage V C3 as the switching control circuit 3 and the active filter control. It is supplied to the circuit 4.

以上をまとめると、本発明に係るスイッチング電源装置１では、ダイオードブリッジ回路Ｄ1の出力電圧（一次側直流電圧）をスイッチング制御回路３に供給する起動抵抗Ｒ1を備えているので、商用交流電圧ＶACINが入力されて一次側直流電圧が上昇すると、スイッチング制御回路３が起動する。一方、起動抵抗Ｒ1は、アクティブフィルタ制御回路４には一次側直流電圧を供給しないので、アクティブフィルタ制御回路４はスイッチング制御回路３よりも必ず遅れて起動する。したがって、この構成によれば、両制御回路の同時起動に起因してアクティブフィルタ２の負担が増大するのを防ぐことができる。 In summary, the switching power supply device 1 according to the present invention includes the starting resistor R 1 that supplies the output voltage (primary DC voltage) of the diode bridge circuit D 1 to the switching control circuit 3. When V ACIN is input and the primary DC voltage rises, the switching control circuit 3 is activated. On the other hand, since the starting resistor R 1 does not supply the primary side DC voltage to the active filter control circuit 4, the active filter control circuit 4 always starts after the switching control circuit 3. Therefore, according to this configuration, it is possible to prevent the burden on the active filter 2 from increasing due to the simultaneous activation of both control circuits.

さらに、本発明に係るスイッチング電源装置１では、補助電源部が第２直流化手段とアクティブフィルタ制御回路４との間に介装されたバイパス抵抗Ｒ5を有しているので、アクティブフィルタ制御回路４には、補助電圧ＶC3のみならず、第２直流化電圧ＶC4も供給される。また、第１直流化電圧および第３直流化電圧とは異なり、第２直流化電圧ＶC4は両制御回路に直接的に供給される電圧ではないため、両制御回路の耐圧等との関係で制限を受けることなく、アクティブフィルタ制御回路４の起動電圧よりも十分高めに設定することができる。そして、バイパス抵抗Ｒ5の抵抗値を調整することで、起動電圧よりも高く、かつ耐圧を超えないような電圧をアクティブフィルタ制御回路４に供給することができる。したがって、スイッチング電源装置１によれば、第１直流化電圧および第３直流化電圧を十分に高くできない場合であっても、アクティブフィルタ制御回路４を確実に起動することができる。 Furthermore, in the switching power supply device 1 according to the present invention, the auxiliary power supply unit has the bypass resistor R 5 interposed between the second DC unit and the active filter control circuit 4. 4 is supplied with not only the auxiliary voltage V C3 but also the second DC voltage V C4 . Further, unlike the first DC voltage and the third DC voltage, the second DC voltage V C4 is not a voltage that is directly supplied to both control circuits. Without being restricted, it can be set sufficiently higher than the starting voltage of the active filter control circuit 4. By adjusting the resistance value of the bypass resistor R 5, a voltage that is higher than the starting voltage and does not exceed the breakdown voltage can be supplied to the active filter control circuit 4. Therefore, according to the switching power supply device 1, even when the first DC voltage and the third DC voltage cannot be sufficiently increased, the active filter control circuit 4 can be reliably started.

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てきたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形例が考えられる。   As mentioned above, although preferable embodiment of the switching power supply device which concerns on this invention has been described, this invention is not limited to this embodiment, For example, the modification shown below can be considered.

定電圧回路７は、以下の条件を満たす他の定電圧回路に置き換えることができる。
条件１：入力電圧が既定電圧（例えば、ツェナーダイオードＺＤの設定電圧）を超えるまでは、入力電圧にほぼ等しい出力電圧を出力する。
条件２：入力電圧が既定電圧を超えると、入力電圧の如何に拘わらず、既定電圧にほぼ等しい出力電圧を出力する。 The constant voltage circuit 7 can be replaced with another constant voltage circuit that satisfies the following conditions.
Condition 1: An output voltage substantially equal to the input voltage is output until the input voltage exceeds a predetermined voltage (for example, the set voltage of the Zener diode ZD).
Condition 2: When the input voltage exceeds the predetermined voltage, an output voltage substantially equal to the predetermined voltage is output regardless of the input voltage.

トランジスタＱ2のエミッタ−ベース間に逆バイアスがかかるのを防止したい場合は、エミッタと平滑用コンデンサＣ3との間にダイオードを接続することができる。 The emitter of the transistor Q 2 - If you want to prevent a reverse bias between the base from being applied, it is possible to connect a diode between the emitter and the smoothing capacitor C 3.

１ スイッチング電源装置
２ アクティブフィルタ
３ スイッチング制御回路
４ アクティブフィルタ制御回路
５ 電圧検知手段
６ フィードバック回路
７ 定電圧回路（定電圧化手段）
Ｑ1 電力用ＦＥＴ（スイッチング手段）
Ｒ1 起動抵抗
Ｒ5 バイパス抵抗
Ｔ トランス
Ｔ1 一次巻線
Ｔ2 二次巻線
Ｔ3 補助巻線（第１補助巻線）
Ｔ4 補助巻線（第２補助巻線） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching power supply device 2 Active filter 3 Switching control circuit 4 Active filter control circuit 5 Voltage detection means 6 Feedback circuit 7 Constant voltage circuit (constant voltage conversion means)
Q 1 Power FET (switching means)
R 1 Start resistance R 5 Bypass resistance T Transformer T 1 Primary winding T 2 Secondary winding T 3 Auxiliary winding (first auxiliary winding)
T 4 auxiliary winding (second auxiliary winding)

Claims (3)

外部から入力された交流電圧を整流および平滑して得た一次側直流電圧が供給されるアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタを制御するアクティブフィルタ制御回路と、
前記アクティブフィルタの出力電圧をスイッチングしてスイッチング電圧を生成するスイッチング手段と、
前記スイッチング手段を制御するスイッチング制御回路と、
前記一次側直流電圧を前記スイッチング制御回路に供給する起動抵抗と、
前記スイッチング電圧が供給される一次巻線と、二次巻線と、前記一次巻線電圧の上昇に伴って誘起電圧が上昇するように前記一次巻線と同一極性に巻回された第１および第２補助巻線とを有するトランスと、
前記トランスの二次巻線の誘起電圧を整流および平滑して直流の二次側出力電圧を生成する出力電圧生成手段と、
前記第１および第２補助巻線の誘起電圧に基づいて直流の補助電圧を生成し、該補助電圧を電源電圧として前記スイッチング制御回路および前記アクティブフィルタ制御回路に供給する補助電源部と、
を備えたスイッチング電源装置であって、
前記補助電源部は、
前記第１補助巻線の誘起電圧を整流および平滑して第１直流化電圧を生成する第１直流化手段と、
前記第１および第２補助巻線の誘起電圧の和電圧を整流および平滑して第２直流化電圧を生成する第２直流化手段と、
前記第２直流化手段の出力側に設けられ、前記第２直流化電圧を制限して定電圧化することで第３直流化電圧を生成する定電圧化手段と、
前記定電圧化手段をバイパスするように前記第２直流化手段の出力と前記アクティブフィルタ制御回路とを繋ぐバイパスライン上に介装されたバイパス抵抗と、
を有し、
前記スイッチング制御回路および前記アクティブフィルタ制御回路を起動させる際に、前記スイッチング制御回路には、前記起動抵抗を介して前記一次側直流電圧が供給され、前記アクティブフィルタ制御回路には、前記バイパス抵抗を介して前記第２直流化電圧が供給されることを特徴とするスイッチング電源装置。 An active filter to which a primary DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage input from the outside is supplied;
An active filter control circuit for controlling the active filter;
Switching means for switching the output voltage of the active filter to generate a switching voltage;
A switching control circuit for controlling the switching means;
A starting resistor for supplying the primary side DC voltage to the switching control circuit;
A primary winding to which the switching voltage is supplied, a secondary winding, and a first winding wound in the same polarity as the primary winding so that an induced voltage increases as the primary winding voltage increases. A transformer having a second auxiliary winding;
Output voltage generating means for rectifying and smoothing the induced voltage of the secondary winding of the transformer to generate a DC secondary output voltage;
An auxiliary power supply unit that generates a DC auxiliary voltage based on the induced voltage of the first and second auxiliary windings and supplies the auxiliary voltage as a power supply voltage to the switching control circuit and the active filter control circuit;
A switching power supply device comprising:
The auxiliary power unit is
A first DCing means for generating a first DC voltage by rectifying and smoothing the induced voltage of the first auxiliary winding;
A second DCing means for generating a second DC voltage by rectifying and smoothing a sum voltage of the induced voltages of the first and second auxiliary windings;
A constant voltage conversion unit that is provided on the output side of the second DC conversion unit and generates a third DC conversion voltage by limiting the second DC conversion voltage to a constant voltage;
A bypass resistor interposed on a bypass line connecting the output of the second DC unit and the active filter control circuit so as to bypass the constant voltage unit;
Have
When starting the switching control circuit and the active filter control circuit, the switching control circuit is supplied with the primary side DC voltage via the starting resistor, and the active filter control circuit includes the bypass resistor. The switching power supply device, wherein the second DC voltage is supplied through the switching power supply device. 前記定電圧化手段は、ツェナーダイオードを有し、該ツェナーダイオードの降伏電圧によって前記第２直流化電圧を定電圧化して前記第３直流化電圧を生成す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装置。   The said constant voltage means has a Zener diode, The said 2nd DC voltage is constant-ized with the breakdown voltage of this Zener diode, The said 3rd DC voltage is produced | generated. Switching power supply. 外部から入力された交流電圧を整流および平滑して得た一次側直流電圧が供給されるアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタを制御するアクティブフィルタ制御回路と、
前記アクティブフィルタの出力電圧をスイッチングしてスイッチング電圧を生成するスイッチング手段と、
前記スイッチング手段を制御するスイッチング制御回路と、
前記一次側直流電圧を前記スイッチング制御回路に供給する起動抵抗と、
前記スイッチング電圧が供給される一次巻線と、二次巻線と、前記一次巻線電圧の上昇に伴って誘起電圧が上昇するように前記一次巻線と同一極性に巻回された第１および第２補助巻線とを有するトランスと、
前記二次巻線の誘起電圧を整流および平滑して直流の二次側出力電圧を生成する出力電圧生成手段と、
前記第１および第２補助巻線の誘起電圧に基づいて直流の補助電圧を生成し、該補助電圧を電源電圧として前記スイッチング制御回路および前記アクティブフィルタ制御回路に供給する補助電源部と、
を備えたスイッチング電源装置の起動方法であって、
前記補助電源部を、
前記第１補助巻線の誘起電圧を整流および平滑して第１直流化電圧を生成する第１直流化手段と、
前記第１および第２補助巻線の誘起電圧の和電圧を整流および平滑して第２直流化電圧を生成する第２直流化手段と、
前記第２直流化手段の出力側に設けられ、前記第２直流化電圧を制限して定電圧化することで第３直流化電圧を生成する定電圧化手段と、
前記定電圧化手段をバイパスするように前記第２直流化手段の出力と前記アクティブフィルタ制御回路とを繋ぐバイパスライン上に介装されたバイパス抵抗と、
から構成し、
前記交流電圧の入力が開始されると、
前記起動抵抗を介して供給された前記一次側直流電圧を利用して前記スイッチング制御回路が起動し、
その後、前記第３直流化電圧に加えて前記バイパス抵抗を介して供給された前記第２直流化電圧を利用して前記アクティブフィルタ制御回路が起動する、
ことを特徴とするスイッチング電源装置の起動方法。 An active filter to which a primary DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage input from the outside is supplied;
An active filter control circuit for controlling the active filter;
Switching means for switching the output voltage of the active filter to generate a switching voltage;
A switching control circuit for controlling the switching means;
A starting resistor for supplying the primary side DC voltage to the switching control circuit;
A primary winding to which the switching voltage is supplied, a secondary winding, and a first winding wound in the same polarity as the primary winding so that an induced voltage increases as the primary winding voltage increases. A transformer having a second auxiliary winding;
Output voltage generating means for rectifying and smoothing the induced voltage of the secondary winding to generate a DC secondary output voltage;
An auxiliary power supply unit that generates a DC auxiliary voltage based on the induced voltage of the first and second auxiliary windings and supplies the auxiliary voltage as a power supply voltage to the switching control circuit and the active filter control circuit;
A switching power supply startup method comprising:
The auxiliary power supply unit;
A first DCing means for generating a first DC voltage by rectifying and smoothing the induced voltage of the first auxiliary winding;
A second DCing means for generating a second DC voltage by rectifying and smoothing a sum voltage of the induced voltages of the first and second auxiliary windings;
A constant voltage conversion unit that is provided on the output side of the second DC conversion unit and generates a third DC conversion voltage by limiting the second DC conversion voltage to a constant voltage;
A bypass resistor interposed on a bypass line connecting the output of the second DC unit and the active filter control circuit so as to bypass the constant voltage unit;
Consisting of
When the input of the AC voltage is started,
The switching control circuit is activated using the primary side DC voltage supplied via the activation resistor,
Thereafter, the active filter control circuit is activated using the second DC voltage supplied through the bypass resistor in addition to the third DC voltage.
A method for starting a switching power supply device.
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