JP6774359B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
このスイッチング電源装置は、起動抵抗を使用した装置であり、直流の入力電圧Vinが供給される正極側入力端子1a及び負極側入力端子1bと、直流の出力電圧Voutを出力する正極側出力端子2a及び負極側出力端子2bと、を有している。入力端子1a,1bと出力端子2a,2bとの間には、入力側と出力側とを絶縁するトランス(変圧器)3が設けられている。トランス3は、1次側の主巻線3a、1次側の補助巻線である制御巻線3b、及び2次巻線3cを有し、その主巻線3a及び制御巻線3bと2次巻線3cとが、逆極性に配置されている。
図1は、本発明の実施例1におけるスイッチング電源装置を示す回路図である。
直流の入力電圧Vinが入力端子11a,11bに供給されると、切り離し回路16内において、抵抗16aを介してMOSFET16bのゲートが高レベル(以下「Hレベル」という。)になり、そのMOSFET16bがオンする。MOSFET16bがオンすると、定電流回路15内において、抵抗15aを介して、MOSFET15bのゲートがHレベルとなって電流Iが流れる。電流Iが抵抗15dに流れることにより、この抵抗15dの電位差でトランジスタ15cのベース電流が流れ、MOSFET15bのゲート電圧が電流Iに応じて制御される。これにより、抵抗15d、切り離し回路16内のMOSFET16b、接続点N、ダイオード17、制御回路21内のツェナーダイオード21a、及び入力端子11bの経路で、一定電流Iが流れる。一定電流Iの値は、トランジスタ15cのベース・エミッタ間電圧Vbeと抵抗15dの値Rで決まる(I=Vbe/R)。
本実施例1のスイッチング電源装置によれば、次の(a)、(b)のような効果がある。
図2は、本発明の実施例2におけるRCC方式のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例1を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
その他の構成は、実施例1と同様である。
直流の入力電圧Vinが入力端子11a,11bに供給されると、実施例1と同様に、切り離し回路16内のMOSFET16bがオンする。MOSFET16bがオンすると、定電流回路15A内において、電流検出抵抗15fによってJFET15eのゲート電圧がHレベルになり、そのJFET15eがオンする。JFET15eがオンすると、実施例1と同様に、切り離し回路16内のMOSFET16b、接続点N、ダイオード17、制御回路21A内のツェナーダイオード21a、及び入力端子11bの経路で、一定電流Iが流れる。
本実施例2のスイッチング電源装置によれば、実施例1と同様に、起動抵抗を使用せずに定電流回路15Aにより起動し、起動後は、自らの発振動作で生成された制御巻線13bの電圧によって制御回路21Aを動作させ、同時に、切り離し回路16によって定電流回路15Aを切り離し、その定電流回路15Aの動作を停止している。そのため、実施例1と同様に、広範囲の入力電圧を許容しつつ、高電圧入力時の定電流回路15Aの消費電力を削減することができる等の効果がある。
図3は、本発明の実施例3におけるRCC方式のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例2を示す図2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
本実施例3のスイッチング電源装置によれば、実施例2と略同様の動作を行い、実施例2及び実施例1と同様の効果を奏することができる。
図4は、本発明の実施例4におけるRCC方式のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例2を示す図2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
本実施例4では、実施例2と同様に、スイッチング装置が起動し、出力端子12a,12bから出力電圧Voutが出力されると、出力電圧検出回路25内の発光ダイオード25fが発光して出力電圧検出結果S25fが出力される。出力された出力電圧検出結果S25fにより、制御回路21B内のホトトランジスタ26cがオンし、実施例2と同様に、出力電圧Voutに応じたホトトランジスタ26cの動きで、制御IC30がMOSFET14を制御する。これにより、出力電圧Voutが定電圧化される。
その他の動作は、実施例2と同様である。
本実施例4のスイッチング電源装置によれば、実施例2と同様の効果がある。更に、制御回路21Bが制御IC30を用いて構成されているので、製造が簡単になって低コスト化が可能になる。
図5は、本発明の実施例5におけるRCC方式のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例4を示す図4中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
その他の構成は、実施例4と同様である。
本実施例5の定電流回路15Cでは、抵抗15g及びツェナーダイオード15h間の接続点の電圧(即ち、トランジスタ15iのベース電圧)が一定になるため、入力電圧Vinや負荷24の変動等に対して、そのトランジスタ15iのコレクタ・エミッタ間を流れる一定電流Iが、安定化する。
その他の動作及び効果は、実施例4と同様である。
図6は、本発明の実施例6におけるRCC方式のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例5を示す図5中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
その他の構成は、実施例5と同様である。
本実施例6の定電流回路15Dは、実施例1の定電流回路15と略同様の動作を行う。スイッチング電源装置の全体の動作及び効果は、実施例5及び実施例1と同様である。
図7は、本発明の実施例7におけるRCC方式のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例6を示す図6中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
その他の構成は、実施例6と同様である。
本実施例7の切り離し回路16Eでは、スイッチング電源装置が起動すると、制御巻線13bに発生する電圧により、ダイオード18を介して、切り離し回路16E内のコイル16g2が励磁され、接点16g1がオフする。これにより、定電流回路15が制御回路21Bから切り離されて動作を停止する。その他のスイッチング電源装置の全体の動作は、実施例6及び実施例1と同様である。
本発明は、上記実施例1〜7に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(i)、(ii)のようなものがある。
(ii) MOSFET14は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等の他のトランジスタに変更しても良い。
13a 主巻線
13b 制御巻線
13c 2次巻線
14 MOSFET(スイッチング素子)
15,15A,15C,15D 定電流回路
16,16E, 切り離し回路
21,21A,21B, 制御回路
21a ツェナーダイオード(定電圧回路)
22 ダイオード
23 コンデンサ
25 出力電圧検出回路
26 出力定電圧制御回路(出力定電圧制御手段)
Claims (6)
- 直流の入力電圧及び入力電流が供給される1次側の主巻線、1次側の制御巻線、及び交流電圧を出力する2次巻線を有するトランスと、
前記主巻線に接続され、前記主巻線への前記入力電流の供給及び遮断を制御するスイッチング素子と、
前記入力電圧に基づき、前記スイッチング素子の発振を開始するための一定電流を供給する定電流回路と、
前記一定電流と前記制御巻線に発生した電圧とに基づいて生成された駆動電圧により駆動されて、前記スイッチング素子の発振を制御する制御回路と、
前記スイッチング素子の発振開始時に、前記定電流回路を前記制御回路に接続し、前記スイッチング素子の発振開始後に、前記制御巻線に発生する電圧に基づいて前記定電流回路を前記制御回路から切り離す切り離し回路と、
前記2次巻線に発生した電圧を整流平滑して直流の出力電圧を生成する整流平滑回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 請求項1記載のスイッチング電源装置は、更に、
前記出力電圧の生成を検出してこの検出結果を出力する出力電圧検出回路と、
前記検出結果に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記出力電圧を一定にする出力定電圧制御手段と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記出力電圧検出回路内に設けられ、前記検出結果を出力する発光ダイオードと、
前記出力定電圧制御手段内に設けられ、前記検出結果を受光するホトトランジスタと、
から構成されるホトカプラを有することを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項記載のスイッチング電源装置は、更に、
前記切り離し回路を通して前記定電流回路から供給される前記一定電流に基づいて前記制御回路を駆動するための一定の前記駆動電圧を生成すると共に、前記制御巻線に発生した電圧に基づいて前記一定の駆動電圧を生成する定電圧回路、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記定電圧回路は、
ツェナーダイオードにより構成されていることを特徴とする請求項4記載のスイッチング電源装置。 - 前記制御回路は、
半導体集積回路を用いて構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のスイッチング電源装置。
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