JPH03178555A - Inductance circuit and switching power source using the same - Google Patents
Inductance circuit and switching power source using the sameInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電流検出機能を備えたインダクタンス回路、及
び各種電子機器に直流安定化電圧を供給するスイッチン
グ電源装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an inductance circuit equipped with a current detection function and a switching power supply device that supplies DC stabilized voltage to various electronic devices.
従来の技術
近年、各種電子機器の多様化、小型化に伴い、インダク
タンス部品を含む各種電子回路やスイッチング電源装置
には多機能で高効率なものが要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, with the diversification and miniaturization of various electronic devices, various electronic circuits and switching power supplies including inductance components are required to be multifunctional and highly efficient.
以下に従来の電流検出機能を備えたインダクタンス回路
及びスイッチング電源装置について、説明する。A conventional inductance circuit and switching power supply device with a current detection function will be described below.
第４図は従来の電流検出機能を備えたインダクタンス回
路の回路構成図である。第４図において１．２は端子、
３は巻線、５は検出回路、６は検出回路５の出力端子、
７は電流検出抵抗で、巻線３と電流検出抵抗７は直列に
接続され、各々の他端を端子１，２とし、電流検出抵抗
７の両端を検出回路５の入力端子５１．５２に接続する
構成とする。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional inductance circuit with a current detection function. In Fig. 4, 1.2 is a terminal,
3 is a winding, 5 is a detection circuit, 6 is an output terminal of the detection circuit 5,
7 is a current detection resistor, the winding 3 and the current detection resistor 7 are connected in series, the other ends of each are terminals 1 and 2, and both ends of the current detection resistor 7 are connected to the input terminals 51 and 52 of the detection circuit 5. The configuration is as follows.
以上のように構成されたインダクタンス回路について、
その動作を説明する。Regarding the inductance circuit configured as above,
Let's explain its operation.
端子１から端子２に電流が流れると、巻線３のインダク
タンスにより巻線３の両端には電流の時間微分に比例し
た電圧が発生する。一方電流検出抵抗７の両端には電流
に比例した電圧が発生する。電流検出抵抗７の両端に発
生する電圧は検出回路５へ入力され、端子６より出力さ
れる。即ち巻線３に流れる電流を検出できるのである。When a current flows from terminal 1 to terminal 2, a voltage proportional to the time differential of the current is generated across the winding 3 due to the inductance of the winding 3. On the other hand, a voltage proportional to the current is generated across the current detection resistor 7. The voltage generated across the current detection resistor 7 is input to the detection circuit 5 and output from the terminal 6. That is, the current flowing through the winding 3 can be detected.
第５図は従来のスイッチング電源装置の回路構成図であ
る。第５図において、１０．１０’は入力端子であり、
１１はトランスであり、入力巻線１１１と出力巻線１１
２を有する。１２はスイッチング素子であり、１３はダ
イオード、１４はコンデンサ、１５はチョークコイル、
１６はコンデンサ、１７は抵抗、１８は出力電圧検出回
路、１９は出力電流検出回路、２０は制御回路、２１．
２１は出力端子、２２は負荷である。入力端子１０と入
力巻線１１１とスイッチング素子１２と入力端子１０゛
は直列に接続され、出力巻線１１２に発生するフライバ
ック電圧を整流するようにダイオード１３とコンデンサ
１４が接続され、コンデンサ１４の両端電圧をさらに平
滑にするようにチョークコイル１５とコンデンサ１６を
接続し、コンデンサ１６の一端と出力端子２１とを抵抗
１７を介して接続し、コンデンサ１６の他端を出力端子
２１°に接続し、出力端子２１，２１°は出力電圧検出
回路１８の入力端子１８１，１８２に接続され、抵抗１
７の両端は出力電流検出回路１９の入力端子１９１，１
９２に接続され、出力電圧検出回路１８の出力と出力電
流検出回路１９の出力はそれぞれ制御回路２０の入力端
子２０１．２０２に接続され、制御回路２０からの出力
パルスによりスイッチング素子１２が駆動される構成と
する。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional switching power supply device. In FIG. 5, 10.10' is an input terminal,
11 is a transformer, which has an input winding 111 and an output winding 11.
It has 2. 12 is a switching element, 13 is a diode, 14 is a capacitor, 15 is a choke coil,
16 is a capacitor, 17 is a resistor, 18 is an output voltage detection circuit, 19 is an output current detection circuit, 20 is a control circuit, 21.
21 is an output terminal, and 22 is a load. The input terminal 10, the input winding 111, the switching element 12, and the input terminal 10' are connected in series, and a diode 13 and a capacitor 14 are connected to rectify the flyback voltage generated in the output winding 112. The choke coil 15 and the capacitor 16 are connected to further smooth the voltage at both ends, one end of the capacitor 16 and the output terminal 21 are connected via the resistor 17, and the other end of the capacitor 16 is connected to the output terminal 21°. , the output terminals 21 and 21° are connected to the input terminals 181 and 182 of the output voltage detection circuit 18, and the resistor 1
Both ends of 7 are input terminals 191, 1 of the output current detection circuit 19.
92, the output of the output voltage detection circuit 18 and the output of the output current detection circuit 19 are respectively connected to input terminals 201 and 202 of the control circuit 20, and the switching element 12 is driven by the output pulse from the control circuit 20. composition.
以上のように構成されたスイッチング電源装置について
、以下にその動作を説明する。入力端子１０．１０’に
は直流入力電圧Ｅ１が印加され、制御回路２０からの出
力パルスにより駆動されるスイッチング素子１２により
直流入力電圧Ｅｉは交流電圧に変換され、トランス１１
の入力巻線１１１へ印加される。トランス１１の出力巻
線１１２に発生する交流電圧のうちフライバック電圧が
ダイオード１３及びコンデンサ１４により整流平滑され
る。整流平滑された電圧はさらにチョークコイル１５及
びコンデンサ１６により交流成分を平滑され、抵抗１７
を介して直流出力電圧Ｅ０として出力端子２１，２１°
から負荷２２へ供給される。The operation of the switching power supply device configured as described above will be described below. A DC input voltage E1 is applied to the input terminal 10.10', and the DC input voltage Ei is converted into an AC voltage by the switching element 12 driven by the output pulse from the control circuit 20, and the transformer 11
is applied to the input winding 111 of. Of the AC voltage generated in the output winding 112 of the transformer 11, a flyback voltage is rectified and smoothed by a diode 13 and a capacitor 14. The AC component of the rectified and smoothed voltage is further smoothed by a choke coil 15 and a capacitor 16, and a resistor 17
through output terminals 21, 21° as DC output voltage E0
is supplied to the load 22 from.
トランス１１の入力巻線１１１と出力巻線１１２の巻数
比を０１抵抗１７の抵抗値をＲ１トランス１１やチョー
クコイル１５の巻線抵抗を含め、負荷２２と直列接続さ
れる抵抗成分をｒ１出力電流をＩ ｏ、スイッチング素
子１２のオン期間をＴｏ。、オフ期間をＴ０２．とする
とおよそ次式が成り立つ。The turns ratio of the input winding 111 and the output winding 112 of the transformer 11 is 01 The resistance value of the resistor 17 is R1 The resistance component connected in series with the load 22, including the winding resistance of the transformer 11 and choke coil 15, is r1 The output current Io is the on period of the switching element 12, and To is the on period of the switching element 12. , the off period is T02. Then, approximately the following formula holds true.
Ｅｏ＝（Ｔｏ。／ Ｔｏｕ＋） ・Ｅ Ｉ／ ｎ−（Ｒ
＋ｒ） ＊ Ｉ 。Eo=(To./Tou+) ・E I/n-(R
+r) *I.
即ち、出力検出回路１８からの出力信号を制御回路２０
が受け、スイッチング素子１２のオンオフ比を調整する
ことで直流出力電圧Ｅ０を制御することができるのであ
る。That is, the output signal from the output detection circuit 18 is sent to the control circuit 20.
By adjusting the on-off ratio of the switching element 12, the DC output voltage E0 can be controlled.
一方抵抗１７の両端電圧Ｒ−１，を検出している出力電
流検出回路１９からの出力信号も制御回路２０は受けて
おり、これにより負荷への過電流保護を行う。On the other hand, the control circuit 20 also receives an output signal from the output current detection circuit 19 which detects the voltage R-1 across the resistor 17, thereby providing overcurrent protection to the load.
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記の従来の構成では、電流検出のための
抵抗が必要であり、特に大電流を扱うような場合抵抗で
の損失が大きくなり、抵抗の発熱による各回路素子への
熱ストレス増大や、スイッチング電源装置の効率低下を
招くと言った問題点を有していた。Problems to be Solved by the Invention However, the conventional configuration described above requires a resistor for current detection, and especially when handling a large current, the loss in the resistor becomes large, and the heat generated by the resistor causes damage to each circuit element. These problems include increased thermal stress and reduced efficiency of switching power supplies.
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、検出した
い電流がインダクタンス素子を流れる場合に、電流検出
用の抵抗を用いることなく高効率に電流を検出すること
のできるインダクタンス回路およびそれを用いたスイッ
チング電源装置を提供することを目的とするものである
。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and includes an inductance circuit that can detect current with high efficiency without using a current detection resistor when the current to be detected flows through an inductance element, and an inductance circuit using the same. The object of the present invention is to provide a switching power supply device with a high level of reliability.
課題を解決するための手段
この課題を解決するために本発明のインダクタンス回路
は、主巻線と前記主巻線と同一磁路に巻数の等しい補助
巻線を有し、前記主巻線と前記補助巻線を減極に接続し
、その両端に検出回路を接続した構成を有しており、又
、本発明のスイッチング電源装置は、入力直流電圧を所
定のオンオフ比で駆動するスイッチング素子により高周
波交流電圧に変換し、トランス又はコイルを介したのち
再び整流平滑することにより出力直流電圧を得るスイッ
チング電源装置において、前記出力直流電圧を平滑する
チョークコイルとしての主巻線に、出力電流の流れる主
巻線と同巻数の補助巻線を施し、各巻線を減極に接続し
、各々の他端に検出回路を接続した構成を有しており、
又、入力直流電圧を所定のオンオフ比で駆動するスイッ
チング素子により高周波交流電圧に変換し、トランスを
介したのちダイオードと主巻線とコンデンサにより、再
び整流平滑することにより出力直流電圧を得るフォワー
ド型スイッチング電源装置において、前記主巻線に電流
の流れる主巻線と同巻数の補助巻線を施し、各巻線を減
極に接続し、各々の他端に検出回路を接続した構成を有
している。Means for Solving the Problem In order to solve this problem, the inductance circuit of the present invention has a main winding and an auxiliary winding having the same number of turns in the same magnetic path as the main winding, and the main winding and the main winding have the same number of turns. The switching power supply device of the present invention has a configuration in which the auxiliary winding is connected in a depolarized manner and a detection circuit is connected to both ends of the auxiliary winding. In a switching power supply device that obtains an output DC voltage by converting it into an AC voltage, passing it through a transformer or coil, and then rectifying and smoothing it again, the main winding, which serves as a choke coil for smoothing the output DC voltage, is the main winding through which the output current flows. It has a configuration in which an auxiliary winding with the same number of turns as the winding is applied, each winding is connected in a depolarized manner, and a detection circuit is connected to the other end of each winding.
In addition, a forward type converts the input DC voltage into a high-frequency AC voltage using a switching element that drives it at a predetermined on/off ratio, and then rectifies and smoothes it again using a diode, main winding, and capacitor after passing through a transformer to obtain an output DC voltage. The switching power supply has a configuration in which the main winding is provided with an auxiliary winding having the same number of turns as the main winding through which current flows, each winding is connected in a depolarized manner, and a detection circuit is connected to the other end of each winding. There is.
作用
この構成によって、電流の流れる主巻線の巻線間に発生
する電圧から補助巻線に発生する誘起電圧を差し引くこ
とにより、主巻線の巻線抵抗に発生する電圧降下を利用
して電流を検出することができる。Effect: With this configuration, the induced voltage generated in the auxiliary winding is subtracted from the voltage generated between the windings of the main winding through which current flows, and the voltage drop generated in the winding resistance of the main winding is used to increase the current can be detected.
実施例
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図ａは本発明の第１の実施例におけるインダクタン
ス回路の回路構成図を示すものである。FIG. 1a shows a circuit configuration diagram of an inductance circuit in a first embodiment of the present invention.
第１図ａにおいて１，２は端子であり、３は主巻線、４
は補助巻線であり主巻線３と同一磁路で同巻数である。In Figure 1a, 1 and 2 are terminals, 3 is the main winding, and 4
is an auxiliary winding, which has the same magnetic path and the same number of turns as the main winding 3.
５は検出回路、６は検出回路５の出力端子である。主巻
線３と補助巻線４は減極に接続され、端子１に接続され
る。主巻線３の他端は端子２に接続されるとともに検出
回路５の入力端子５１に接続される。補助巻線４の他端
は検出回路５の入力端子５２に接続される構成とする。5 is a detection circuit, and 6 is an output terminal of the detection circuit 5. The main winding 3 and the auxiliary winding 4 are connected in a depolarized manner and connected to the terminal 1 . The other end of the main winding 3 is connected to the terminal 2 and also to the input terminal 51 of the detection circuit 5. The other end of the auxiliary winding 4 is connected to an input terminal 52 of the detection circuit 5.
第１図すは第１図ａのインダクタンス回路の等価回路図
であり、３１は主巻線３の巻線抵抗、４１は補助巻線４
の巻線抵抗である。Figure 1 is an equivalent circuit diagram of the inductance circuit of Figure 1a, where 31 is the winding resistance of the main winding 3, 41 is the auxiliary winding 4.
is the winding resistance of
以上のように構成されたインダクタンス回路について、
以下にその動作を説明する。Regarding the inductance circuit configured as above,
The operation will be explained below.
端子１から端子２に電流ｉが流れると、主巻線３のイン
ダクタンスしにより主巻線３の両端には電流の時間微分
に比例した電圧が発生するとともに、主巻線３の巻線抵
抗Ｒによる電圧降下を加えた電圧が発生する。即ち端子
１−２間の電圧Ｖ１２は次式で表される。When a current i flows from terminal 1 to terminal 2, a voltage proportional to the time differential of the current is generated at both ends of the main winding 3 due to the inductance of the main winding 3, and the winding resistance R of the main winding 3 A voltage is generated that is the sum of the voltage drop due to That is, the voltage V12 between terminals 1 and 2 is expressed by the following equation.
一方補助巻線４には主巻線３のインダクタンスＬによっ
て発生する電圧と等しい電圧が誘起される。補助巻線４
にも巻線抵抗ｒがあるが、検出回路５の入力インピーダ
ンスが充分に大きければ、補助巻線４にはほとんど電流
は流れず、したがって補助巻線４の両端に発生する電圧
Ｖ１５は次式で表される。On the other hand, a voltage equal to the voltage generated by the inductance L of the main winding 3 is induced in the auxiliary winding 4. Auxiliary winding 4
has a winding resistance r, but if the input impedance of the detection circuit 5 is sufficiently large, almost no current will flow through the auxiliary winding 4, and therefore the voltage V15 generated across the auxiliary winding 4 is expressed by the following formula: expressed.
Ｖ１５＝Ｌ−（ｄｔ／ｄ、）
従って検出回路５に入力される電圧Ｖは、Ｖ ” Ｖ
＋２Ｖ ＋ｓ＝ Ｒ−ｉ
となり、検出回路５には電流１に比例した電圧が入力さ
れることになる。このことは第１図すに示した等価回路
図で容易に理解できる。V15=L-(dt/d,) Therefore, the voltage V input to the detection circuit 5 is V''V
+2V +s=R-i, and a voltage proportional to the current 1 is input to the detection circuit 5. This can be easily understood from the equivalent circuit diagram shown in FIG.
以上のように本実施例によれば、主巻線３に対し、主巻
線３と同一磁路に同巻数の補助巻線４を設けることによ
り、主巻線３に流れる電流を検出することができる。主
巻線３と補助巻線４が密結合であることが望ましいのは
言うまでもない。As described above, according to this embodiment, the current flowing through the main winding 3 can be detected by providing the auxiliary winding 4 with the same number of turns in the same magnetic path as the main winding 3. I can do it. Needless to say, it is desirable that the main winding 3 and the auxiliary winding 4 be tightly coupled.
以下、本発明の第２の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第２図は本発明の第２の実施例を示すスイッチング電源
装置の回路構成図である。第２図において、１０ １０
’は入力端子であり、１１はトランスであり、入力巻線
１１１と出力巻線１１２を有する。１２はスイッチング
素子であり、１３はダイオード、１４はコンデンサ、３
はチョークコイルとしての主巻線、４は前記主巻線３と
同一磁路に同巻数巻線された補助巻線、１６はコンデン
サ、１８は出力電圧検出回路、１９は出力電流検出回路
、２０は制御回路、２１．２１°は出力端子、２２は負
荷である。入力端子１０と入力巻線１１１とスイッチン
グ素子１２と入力端子１０は直列に接続され、出力巻線
１１２に発生するフライバック電圧を整流するようにダ
イオード１３とコンデンサ１４が接続され、コンデンサ
１４の両端電圧をさらに平滑するように主巻線３とコン
デンサ１６を接続し、コンデンサ１６の両端を出力端子
２１．２１’に接続し、出力端子２１．２１は出力電圧
検出回路１８の入力端子１８１，１８２に接続され、補
助巻線４は主巻線３と減極に接続され、各々の他端は出
力電流検出回路１９の入力端子１９１，１９２に接続さ
れ、出力電圧検出回路１８の出力と出力電流検出回路１
９の出力はそれぞれ制御回路２０の入力端子２０１，２
０２に接続され、制御回路２０からの出力パルスにより
スイッチング素子１２が駆動される構成とする。FIG. 2 is a circuit diagram of a switching power supply device showing a second embodiment of the present invention. In Figure 2, 10 10
' is an input terminal, and 11 is a transformer, which has an input winding 111 and an output winding 112. 12 is a switching element, 13 is a diode, 14 is a capacitor, 3
4 is a main winding as a choke coil, 4 is an auxiliary winding wound with the same number of turns on the same magnetic path as the main winding 3, 16 is a capacitor, 18 is an output voltage detection circuit, 19 is an output current detection circuit, and 20 is a control circuit, 21.21° is an output terminal, and 22 is a load. The input terminal 10, the input winding 111, the switching element 12, and the input terminal 10 are connected in series, and a diode 13 and a capacitor 14 are connected to rectify the flyback voltage generated in the output winding 112. The main winding 3 and the capacitor 16 are connected to further smooth the voltage, both ends of the capacitor 16 are connected to the output terminal 21.21', and the output terminal 21.21 is connected to the input terminals 181, 182 of the output voltage detection circuit 18. The auxiliary winding 4 is connected to the main winding 3 in a depolarized manner, and the other ends of each are connected to the input terminals 191 and 192 of the output current detection circuit 19, and the output of the output voltage detection circuit 18 and the output current are connected to each other. Detection circuit 1
The outputs of 9 are input terminals 201 and 2 of the control circuit 20, respectively.
02, and the switching element 12 is driven by an output pulse from the control circuit 20.
以上のように構成されたスイッチング電源装置について
、以下にその動作を説明する。入力端子１０．１０’に
は直流入力電圧Ｅ１が印加され、制御回路２０からの出
力パルスにより駆動されるスイッチング素子１２により
直流入力電圧Ｅ１は交流電圧に変換され、トランス１１
の入力巻線１１１へ印加される。トランス１１の出力巻
線１１２に発生する交流電圧のうちフライバック電圧が
ダイオード１３及びコンデンサ１４により整流平滑され
る。整流平滑された電圧はさらに主巻線３及びコンデン
サ１６により交流成分を平滑され、直流出力電圧Ｅ０と
して出力端子２１．２１’から負荷２２へ供給される。The operation of the switching power supply device configured as described above will be described below. A DC input voltage E1 is applied to the input terminal 10.10', and the DC input voltage E1 is converted into an AC voltage by the switching element 12 driven by the output pulse from the control circuit 20, and the transformer 11
is applied to the input winding 111 of. Of the AC voltage generated in the output winding 112 of the transformer 11, a flyback voltage is rectified and smoothed by a diode 13 and a capacitor 14. The AC component of the rectified and smoothed voltage is further smoothed by the main winding 3 and the capacitor 16, and is supplied to the load 22 from the output terminals 21, 21' as a DC output voltage E0.
トランス１１の入力巻線１１１と出力巻線１１２の巻数
比を０１ トランス１１や主巻線３の巻線抵抗を含め、
負荷２２に直列接続される抵抗成分の抵抗値をｒ１出力
電流を１０、スイッチング素子１２のオン期間をＴｏ。The turns ratio of the input winding 111 and the output winding 112 of the transformer 11 is 01, including the winding resistance of the transformer 11 and the main winding 3,
The resistance value of the resistive component connected in series with the load 22 is r1, the output current is 10, and the on period of the switching element 12 is To.
、オフ期間をＴｏｌ、とするとおよそ次式が成り立つ。, and the off period is Tol, the following equation approximately holds true.
Ｅｏ” （Ｔｏｎ／ Ｔｏ、ｆ） ・Ｅ ７／ ｎ
ｒ−１。Eo” (Ton/To, f)・E7/n
r-1.
即ち出力検出回路１８からの出力信号を制御回路２０が
受け、スイッチング素子１２のオンオフ比を調整するこ
とで直流出力電圧Ｅ０を制御することができるのである
。That is, the control circuit 20 receives the output signal from the output detection circuit 18 and adjusts the on/off ratio of the switching element 12, thereby controlling the DC output voltage E0.
一方主巻線３のインダクタンスを１１巻線抵抗をＲとし
、主巻線３を流れる出力電流の交流成分を１とすると、
主巻線３の両端電圧ｖｌは、Ｖ＋＝ Ｌ ・（ｄ：／
ｄｔ） ＋ Ｒ−１゜となる。又、補助巻線４に発生す
る誘起電圧は、Ｌ・ （ｄｌ／ｄ、）であり、補助巻線
４の巻線抵抗による電圧降下は補助巻線４に流れる電流
が微小であって無視できるものとすると、その両端電圧
Ｖ２は、
Ｖ２＝Ｌ−（ｄ、／ｄ、）
となり、従って出力電流検出回路１９の入力端子１９１
−１９２に印加される電圧■は、Ｖ＝ＶＩ−Ｖ２＝Ｒ−
１゜
となる。Ｒ・■。を検出している出力電流検出回路１９
からの出力信号も制御回路２０は受けており、これによ
り負荷への過電流保護を行う。On the other hand, if the inductance of the main winding 3 is 11 and the winding resistance is R, and the AC component of the output current flowing through the main winding 3 is 1, then
The voltage vl across the main winding 3 is V+=L ・(d:/
dt) + R-1°. In addition, the induced voltage generated in the auxiliary winding 4 is L・(dl/d,), and the voltage drop due to the winding resistance of the auxiliary winding 4 can be ignored because the current flowing in the auxiliary winding 4 is minute. Then, the voltage V2 across the terminal becomes V2=L-(d,/d,), and therefore the input terminal 191 of the output current detection circuit 19
The voltage ■ applied to -192 is V=VI-V2=R-
It becomes 1°. R・■. Output current detection circuit 19 detecting
The control circuit 20 also receives an output signal from the control circuit 20, thereby providing overcurrent protection to the load.
以上のようにスイッチング電源装置の出力に設けられる
平滑回路の主巻線３に、主巻線３と同一磁路に同巻数の
補助巻線４を設けることにより、主巻線３に流れる電流
即ち出力電流を検出することができる。主巻線３と補助
巻線４は密結合であることが望ましいのは言うまでもな
い。As described above, by providing the auxiliary winding 4 with the same number of turns in the same magnetic path as the main winding 3 in the main winding 3 of the smoothing circuit provided at the output of the switching power supply, the current flowing through the main winding 3, i.e. Output current can be detected. Needless to say, it is desirable that the main winding 3 and the auxiliary winding 4 be tightly coupled.
以下に本発明の第３の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第３図は本発明の第３の実施例を示すスイッチング電源
装置の回路構成図である。第３図において、１０．１０
’は入力端子であり、１１はトランスであり、入力巻線
１１１と出力巻線１１２を有する。１２はスイッチング
素子であり、２３２４はダイオード、３はチョークコイ
ルとしての主巻線、４は前記主巻線３と同一磁路に同巻
数巻線された補助巻線、２５はコンデンサ、１８は出力
電圧検出回路、１９は出力電流検出回路、２０は制御回
路、２１．２１’は出力端子、２２は負荷である。入力
端子１０と入力巻線１１１とスイッチング素チエ２と入
力端子１０°は直列に接続され、トランス１１の出力巻
線１１２のフォワード電圧を整流する方向にダイオード
２３を接続し、出力巻線１１２とダイオード２３と主巻
線３とコンデンサ２５を直列に接続する。ダイオード２
４はダイオード２３と出力巻線１１２の他端に接続する
。コンデンサ２５の両端をそれぞれ出力端子２１．２１
’に接続するとともに出力電圧検出回路１８の入力端子
１８１．１８２に接続する。主巻線３と補助巻線４の他
端は出力電流検出回路１９の入力端子１９１，１９２に
接続する。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a switching power supply device showing a third embodiment of the present invention. In Figure 3, 10.10
' is an input terminal, and 11 is a transformer, which has an input winding 111 and an output winding 112. 12 is a switching element, 2324 is a diode, 3 is a main winding as a choke coil, 4 is an auxiliary winding wound with the same number of turns in the same magnetic path as the main winding 3, 25 is a capacitor, and 18 is an output A voltage detection circuit, 19 an output current detection circuit, 20 a control circuit, 21.21' an output terminal, and 22 a load. The input terminal 10, the input winding 111, the switching element 2, and the input terminal 10° are connected in series, and a diode 23 is connected in a direction to rectify the forward voltage of the output winding 112 of the transformer 11. A diode 23, a main winding 3, and a capacitor 25 are connected in series. diode 2
4 is connected to the diode 23 and the other end of the output winding 112. Both ends of the capacitor 25 are connected to output terminals 21 and 21, respectively.
' and also connected to input terminals 181 and 182 of the output voltage detection circuit 18. The other ends of the main winding 3 and the auxiliary winding 4 are connected to input terminals 191 and 192 of the output current detection circuit 19.
出力電圧検出回路１８の出力と、出力電流検出回路１９
の出力はそれぞれ制御回路２０の入力端子２０１．２０
２に接続され、制御回路２０からの出力パルスによりス
イッチング素子１２が駆動される構成とする。Output of output voltage detection circuit 18 and output current detection circuit 19
The outputs of are respectively input terminals 201 and 20 of the control circuit 20.
2, and the switching element 12 is driven by an output pulse from the control circuit 20.
以上のように構成されたスイッチング電源装置について
、以下にその動作を説明する。入力端子１０．１０°に
は直流入力電圧Ｅ１が印加され、制御回路２０からの出
力パルスにより駆動されるスイッチング素子１２により
直流入力電圧Ｅ１は交流電圧に変換され、トランス１１
の入力巻線１１１に印加される。スイッチング素子１２
がオンのとき、トランス１１の出力巻線１１２に発生す
るフォワード電圧がダイオード２３及び主巻線３及びコ
ンデンサ２５により整流平滑される。トランス１１の入
力巻線１１１と出力巻線１１２の巻数比をｎとし、主巻
線３のインダクタンスをＬとし、直流出力電圧即ちコン
デンサ２５の両端電圧をＥｏとすると、主巻線３にかか
る電圧Ｖ及び流れる電流ｉは、
Ｖ ＝ Ｅ ＋ ／ ｎ Ｅ ａ
ｉ＝ （Ｅ：／ｎ−Ｅｏ）−ｔ／Ｌ＋Ｉとなる。１１は
スイッチング素子１２がターンオンする際の初期値であ
る。スイッチング素子１２がオフすると、トランス１１
の各巻線の電圧は反転しダイオード２３は逆バイアスさ
れオフするとともに、主巻線３の電圧も反転しダイオー
ド２４が導通する。この時、主巻線３にかかる電圧Ｖと
、ダイオード２４を介して主巻線３を流れる電流ｉは、
Ｖ＝−Ｅ。The operation of the switching power supply device configured as described above will be described below. A DC input voltage E1 is applied to the input terminal 10.10°, and the DC input voltage E1 is converted into an AC voltage by the switching element 12 driven by the output pulse from the control circuit 20, and the transformer 11
is applied to the input winding 111 of. switching element 12
When is on, the forward voltage generated in the output winding 112 of the transformer 11 is rectified and smoothed by the diode 23, the main winding 3, and the capacitor 25. If the turns ratio between the input winding 111 and the output winding 112 of the transformer 11 is n, the inductance of the main winding 3 is L, and the DC output voltage, that is, the voltage across the capacitor 25 is Eo, then the voltage applied to the main winding 3 is V and the flowing current i are V = E + /n E a i = (E:/n-Eo)-t/L+I. 11 is an initial value when the switching element 12 is turned on. When the switching element 12 is turned off, the transformer 11
The voltage of each winding is reversed and the diode 23 is reverse biased and turned off, and the voltage of the main winding 3 is also reversed and the diode 24 becomes conductive. At this time, the voltage V applied to the main winding 3 and the current i flowing through the main winding 3 via the diode 24 are V=-E.
ｉ＝■２−Ｅｏ・ｔ／Ｌ
となる。工２はスイッチング素子１２がターンオフする
際の初期値である。スイッチング素子１２のオン期間を
Ｔｏ。、オフ期間をＴ。ＬＬとすると、１２−（Ｅｔ／
ｎ−Ｅ、）’ Ｔｏｎ／Ｌ＋ １１ ＋＝ Ｉ ＝
Ｅｏ・Ｔｏｔｔ／ Ｌ従って、
ＥＯ＝ （Ｔｏｎ／Ｔ）・Ｅ：／ｎ
（Ｔ ＝ Ｔｏ。＋Ｔ、＋＋）
となり、出力電圧検出回路１８からの出力信号を制御回
路２０が受け、スイッチング素子１２のオンオフ比を調
整することで直流出力電圧Ｅ０を制御することができる
のである。i=■2-Eo·t/L. 2 is an initial value when the switching element 12 is turned off. The on period of the switching element 12 is To. , the off period is T. If LL, then 12-(Et/
n-E, )' Ton/L+ 11 += I =
Eo・Tott/L Therefore, EO=(Ton/T)・E:/n (T=To.+T,++) The control circuit 20 receives the output signal from the output voltage detection circuit 18, and the switching element 12 By adjusting the on-off ratio, the DC output voltage E0 can be controlled.
一方、主巻線３に流れる電流ｉは前述の式から、直線的
に増減することがわかるがその極値である１１とＩ２は
直流出力電流をＩｏとすると、■。＝（Ｉ＋＋Ｉ２）／
２
であり、この主巻線３を流れる電流ｌを検出することで
直流出力電圧工。を検出することができる。On the other hand, it can be seen from the above equation that the current i flowing through the main winding 3 increases and decreases linearly, and its extreme values, 11 and I2, are given by ■, where Io is the DC output current. =(I++I2)/
2, and by detecting the current l flowing through this main winding 3, the DC output voltage can be measured. can be detected.
主巻線３の両端電圧は前述の式からもわかるように正負
に振れる矩形波電圧であるが、厳密には主巻線３の巻線
抵抗Ｒによる電圧降下Ｒ−１も加わる。これに対し補助
巻線４には前述の式で示される正負に振れる矩形波電圧
が誘起され、結局電流検出回路１９の入力端子１９１，
１９２にはＲ・ｉのみが印加されることになる。補助巻
線４にも巻線抵抗はあるが、はとんど電流が流れずその
電圧降下は無視できることは第２の実施例と同様である
。Ｒ−１を検出している出力電流検出回路１９からの出
力信号も制御回路２０は受けており、これにより負荷へ
の過電流保護を行うことができる。As can be seen from the above equation, the voltage across the main winding 3 is a rectangular wave voltage that swings positive and negative; however, strictly speaking, a voltage drop R-1 due to the winding resistance R of the main winding 3 is also added. On the other hand, a rectangular wave voltage that swings between positive and negative is induced in the auxiliary winding 4 as shown by the above formula, and eventually the input terminal 191 of the current detection circuit 19,
Only R·i will be applied to 192. The auxiliary winding 4 also has winding resistance, but as in the second embodiment, no current flows therethrough and the voltage drop can be ignored. The control circuit 20 also receives an output signal from the output current detection circuit 19 that is detecting R-1, and thereby can provide overcurrent protection to the load.
以上のようにフォワード型スイッチング電源装置の主巻
線３に、主巻線３と同一磁路に同巻数の補助巻線４を設
けることにより、主巻線３に流れる電流即ち出力電流を
検出することができる。主巻線３と補助巻線４は密結合
であることが望ましいのは言うまでもない。As described above, by providing the auxiliary winding 4 with the same number of turns in the same magnetic path as the main winding 3 in the main winding 3 of the forward switching power supply, the current flowing through the main winding 3, that is, the output current can be detected. be able to. Needless to say, it is desirable that the main winding 3 and the auxiliary winding 4 be tightly coupled.
発明の効果
以上のように本発明は、主巻線と前記主巻線と同一磁路
に巻き数の等しい補助巻線を有し、前記主巻線と前記補
助巻線を減極に接続し、その両端に検出回路を接続した
構成とすることにより、電流検出用の抵抗を用いること
なく、前記主巻線に流れる電流を効率良く検出すること
ができるすぐれたインダクタンス回路を実現できるもの
である。Effects of the Invention As described above, the present invention has a main winding and an auxiliary winding having an equal number of turns in the same magnetic path as the main winding, and connects the main winding and the auxiliary winding in a depolarized manner. By having a configuration in which a detection circuit is connected to both ends of the inductance circuit, it is possible to realize an excellent inductance circuit that can efficiently detect the current flowing through the main winding without using a current detection resistor. .
また、本発明は、スイッチング電源装置の直流出力電圧
を平滑するチョークコイルとしての主巻線や、フォワー
ド型スイッチング電源装置のチョークコイルとしての主
巻線に、電流の流れる主巻線と同一磁路に同巻数の補助
巻線を施し、各巻線を減極に接続し、各々の他端に電流
検出回路を接続した構成とすることにより、出力電流検
出用抵抗を用いることなく、出力電流を効率良く検出で
き、負荷への過電流保護を行うことのできるすぐれたス
イッチング電源装置を実現できるものである。Further, the present invention provides that the main winding as a choke coil for smoothing the DC output voltage of a switching power supply device or the main winding as a choke coil of a forward type switching power supply device has the same magnetic path as the main winding through which current flows. By applying an auxiliary winding with the same number of turns to each winding, connecting each winding in a depolarized manner, and connecting a current detection circuit to the other end of each winding, the output current can be efficiently controlled without using an output current detection resistor. It is possible to realize an excellent switching power supply device that can detect well and protect the load from overcurrent.
第１図は本発明の第１の実施例におけるインダクタンス
回路の回路構成図、第２図は本発明の第２の実施例にお
けるスイッチング電源装置の回路構成図、第３図は本発
明の第３の実施例におけるスイッチング電源装置の回路
構成図、第４図は従来の電流検出機能を持ったインダク
タンス回路の回路構成図、第５図は従来のスイッチング
電源装置の回路構成図である。
１．２・・・・・・端子、３・・・・・・主巻線、４・
・・・・・補助巻線、５・・・・・・検出回路、６・・
・・・・端子。FIG. 1 is a circuit diagram of an inductance circuit according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a switching power supply device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional inductance circuit having a current detection function, and FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional switching power supply. 1.2... terminal, 3... main winding, 4...
...Auxiliary winding, 5...Detection circuit, 6...
...Terminal.
Claims (3)
助巻線を有し、前記主巻線と前記補助巻線を減極に接続
し、その両端に検出回路を接続したインダクタンス回路
。(1) A main winding and an auxiliary winding having an equal number of turns in the same magnetic path as the main winding, the main winding and the auxiliary winding being connected in a depolarized manner, and a detection circuit connected to both ends thereof. inductance circuit.
ッチング素子により高周波交流電圧に変換し、トランス
又はコイルを介したのち再び整流平滑することにより出
力直流電圧を得るスイッチング電源装置において、前記
出力直流電圧を平滑するチョークコイルとしての主巻線
に、出力電流の流れる主巻線と同一磁路に同巻数の補助
巻線を施し、各巻線を減極に接続し、各々の他端に電流
検出回路を接続したスイッチング電源装置。(2) In a switching power supply device that obtains an output DC voltage by converting an input DC voltage into a high-frequency AC voltage by a switching element that drives the input DC voltage at a predetermined on-off ratio, and then rectifying and smoothing the voltage through a transformer or coil, the output DC voltage is An auxiliary winding with the same number of turns is placed on the same magnetic path as the main winding through which the output current flows, and each winding is connected in a depolarized manner to the main winding as a choke coil that smoothes the voltage. A switching power supply with connected circuits.
ッチング素子により高周波交流電圧に変換し、トランス
を介したのちダイオードとチョークコイルとしての主巻
線とコンデンサにより、再び整流平滑することにより出
力直流電圧を得るフォワード型スイッチング電源装置に
おいて、前記主巻線に電流の流れる主巻線と同一磁路に
同巻数の補助巻線を施し、各巻線を減極に接続し、各々
の他端に電流検出回路を接続したスイッチング電源装置
。(3) The input DC voltage is converted into a high-frequency AC voltage by a switching element that drives with a predetermined on/off ratio, and after passing through a transformer, it is rectified and smoothed again by a diode, a main winding as a choke coil, and a capacitor, resulting in an output DC voltage. In a forward switching power supply device that obtains voltage, an auxiliary winding with the same number of turns is provided in the same magnetic path as the main winding through which current flows, each winding is connected in a depolarized manner, and current flows through the other end of each winding. A switching power supply device with a detection circuit connected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360089A JPH03178555A (en) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Inductance circuit and switching power source using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360089A JPH03178555A (en) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Inductance circuit and switching power source using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03178555A true JPH03178555A (en) | 1991-08-02 |
Family
ID=18043267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31360089A Pending JPH03178555A (en) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Inductance circuit and switching power source using the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03178555A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0590999A2 (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-06 | Nemic-Lambda Kabushiki Kaisha | Switching power supply |
| JP2003021661A (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Kikusui Electr0Nics Corp | Withstand voltage testing device |
| WO2015136592A1 (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-17 | 富士電機株式会社 | Current detector and power converter |
-
1989
- 1989-12-01 JP JP31360089A patent/JPH03178555A/en active Pending
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| EP0590999A3 (en) * | 1992-10-01 | 1994-08-24 | Nemic Lambda Kk | Switching power supply |
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| CN105531594A (en) * | 2014-03-10 | 2016-04-27 | 富士电机株式会社 | Current detector and power converter |
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