JPH05300738A - Dc power-supply apparatus - Google Patents
Dc power-supply apparatusInfo
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- JPH05300738A JPH05300738A JP4099230A JP9923092A JPH05300738A JP H05300738 A JPH05300738 A JP H05300738A JP 4099230 A JP4099230 A JP 4099230A JP 9923092 A JP9923092 A JP 9923092A JP H05300738 A JPH05300738 A JP H05300738A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器の電源とし
て利用される直流電源装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC power supply device used as a power supply for various electronic devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の技術としては、例えば図2の回路
図に示したようにスイッチング素子2をオン、オフさせ
てスイッチングトランス4の各巻線より各出力に電力を
供給し、制御されていない出力電圧は、負荷電流によっ
て大きく変動し、この出力電圧の変動をおさえるために
ドロッパ回路を必要としていた。2. Description of the Related Art As a conventional technique, for example, as shown in the circuit diagram of FIG. 2, a switching element 2 is turned on and off to supply electric power to each output from each winding of a switching transformer 4 and is not controlled. The output voltage fluctuates greatly depending on the load current, and a dropper circuit is needed to suppress the fluctuation of the output voltage.
【0003】以下に図2の回路の動作を説明する。駆動
回路1の出力によってスイッチング素子2がオンのと
き、直流電源3よりスイッチングトランス4にエネルギ
ーが蓄えられ、スイッチング素子2がオフのときスイッ
チングトランス4に蓄えられたエネルギーは、スイッチ
ングトランス4の各出力の二次巻線よりそれぞれ放出さ
れ、ダイオード5,10、コンデンサ6,11で平滑さ
れ直流電圧となる。The operation of the circuit shown in FIG. 2 will be described below. When the switching element 2 is turned on by the output of the drive circuit 1, energy is stored in the switching transformer 4 from the DC power supply 3, and when the switching element 2 is turned off, the energy stored in the switching transformer 4 is output by each output of the switching transformer 4. Are discharged from the secondary windings of the above and are smoothed by the diodes 5 and 10 and the capacitors 6 and 11 to become a DC voltage.
【0004】更に負荷7の出力電圧を検出して誤差増幅
器9によって基準電圧8と比較し増幅して駆動回路1に
帰還する。この帰還信号によってスイッチング素子2の
オン期間を制御し常に負荷7にかかる電圧を一定に保
つ。そして負荷12のトランス巻線電圧は、負荷7のト
ランス巻線との巻線比で定まるが、実際にはスイッチン
グトランス4にもれ磁束が生じるため負荷電流による変
動が負荷12のトランス巻線電圧の変動となってあらわ
れる。Further, the output voltage of the load 7 is detected and compared with the reference voltage 8 by the error amplifier 9 to be amplified and fed back to the drive circuit 1. The feedback signal controls the ON period of the switching element 2 to keep the voltage applied to the load 7 constant. The transformer winding voltage of the load 12 is determined by the winding ratio with the transformer winding of the load 7. However, in reality, a magnetic flux leaks to the switching transformer 4, so that fluctuations due to the load current change the transformer winding voltage of the load 12. It appears as a fluctuation of.
【0005】そこで負荷12のトランス巻線電圧を設定
電圧より高めにし、トランジスタ13で降圧して負荷1
2に直流電圧を供給する。更に負荷12の出力電圧を検
出して誤差増幅器14によって基準電圧15と比較しト
ランジスタ13のベース電流を制御し常に負荷12にか
かる電圧を一定に保つことで各出力電圧の変動を改善し
ている。なお、図中16は負荷12に並列に接続された
コンデンサである。Therefore, the transformer winding voltage of the load 12 is made higher than the set voltage and is stepped down by the transistor 13 to reduce the load 1.
Supply DC voltage to 2. Further, the output voltage of the load 12 is detected and compared with the reference voltage 15 by the error amplifier 14, the base current of the transistor 13 is controlled, and the voltage applied to the load 12 is always kept constant to improve the fluctuation of each output voltage. . Incidentally, reference numeral 16 in the drawing denotes a capacitor connected in parallel to the load 12.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の回
路では、負荷12のトランス巻線電圧を負荷12にかか
る電圧より高めに設定し、トランジスタ13で降圧させ
るため、負荷電流が大きい場合トランジスタ13の回路
損失が大きくなり大型化し高価になる欠点があった。In the conventional circuit as described above, the transformer winding voltage of the load 12 is set higher than the voltage applied to the load 12, and the voltage is reduced by the transistor 13. 13 has a drawback that the circuit loss is large, large and expensive.
【0007】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、高効率,小型で安価な直流電源装置を提供すること
を目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a high-efficiency, small-sized, inexpensive DC power supply device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、直流電源にスイッチング素子とトランスの
一次巻線の直列回路を接続し、上記トランスの二次巻線
にダイオードとコンデンサの整流平滑回路からなる基本
出力回路と、二次巻線または他の巻線にダイオードとコ
ンデンサとスイッチング素子の整流平滑回路に基準電圧
源と誤差増幅器と充放電コンデンサからなる充電回路と
上記トランスの巻線と抵抗からなる放電回路とこの充放
電コンデンサの両端電圧によって上記整流平滑回路のス
イッチング素子を駆動する駆動回路を接続した補助出力
回路を1個以上接続し、上記基本出力回路に基準電圧源
と誤差増幅器からなる電圧検出回路を接続し、この電圧
検出回路によって上記一次側のスイッチング素子を制御
するように構成し、上記補助出力回路にてスイッチング
素子のオン期間が一定期間以上になるとこのスイッチン
グ素子がオフ状態になる駆動回路と、上記補助出力回路
の電圧検出回路の誤差増幅器の出力が補助出力電圧の制
御範囲外の電圧となった場合基準電圧とコンパレータか
らなる検出回路によって電圧信号を出力するように構成
したものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is to connect a series circuit of a switching element and a primary winding of a transformer to a DC power supply, and to connect a diode and a capacitor to the secondary winding of the transformer. A basic output circuit consisting of a rectifying / smoothing circuit, a secondary winding or another winding, a rectifying / smoothing circuit of a diode, a capacitor, and a switching element, a charging circuit consisting of a reference voltage source, an error amplifier, and a charging / discharging capacitor, and the winding of the transformer. One or more auxiliary output circuits connected to a discharge circuit consisting of a line and a resistor and a drive circuit for driving the switching element of the rectifying / smoothing circuit by the voltage across the charging / discharging capacitor are connected, and a reference voltage source is connected to the basic output circuit. A voltage detection circuit consisting of an error amplifier is connected, and the voltage detection circuit is configured to control the switching element on the primary side. When the ON period of the switching element in the auxiliary output circuit exceeds a certain period, the output of the drive circuit that turns off the switching element and the error amplifier of the voltage detection circuit of the auxiliary output circuit is out of the control range of the auxiliary output voltage. When the voltage becomes, the voltage signal is output by the detection circuit including the reference voltage and the comparator.
【0009】[0009]
【作用】前記回路構成とすることにより補助電圧検出回
路によって、一次側スイッチング素子と補助出力回路の
スイッチング素子とは同期してオン,オフのスイッチン
グ動作を行い、補助出力回路のスイッチング素子のオ
ン,オフによって一次側よりスイッチングトランスに蓄
えられたエネルギーを各出力に振り分け、1つのスイッ
チングトランスを各出力に時間分割で使用することによ
り、各出力の電圧をそれぞれ任意の値に制御することが
できる。With the circuit configuration described above, the auxiliary voltage detection circuit performs the ON / OFF switching operation in synchronization with the primary side switching element and the switching element of the auxiliary output circuit to turn on the switching element of the auxiliary output circuit. By dividing the energy stored in the switching transformer from the primary side to each output by turning off and using one switching transformer for each output in a time division manner, the voltage of each output can be controlled to an arbitrary value.
【0010】また、補助出力回路の出力が過負荷状態に
なった場合補助出力回路の出力がシャットダウン動作と
なり電圧信号を出力し保護動作とすることができる。Further, when the output of the auxiliary output circuit is overloaded, the output of the auxiliary output circuit is put into a shutdown operation and a voltage signal is output to enable a protection operation.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を用いて説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0012】図1は、本発明の直流電源装置の電気的回
路図である。本発明の回路は直流電源21にスイッチン
グ素子22とトランス23の一次巻線N1の直列回路を
接続し、上記トランス23の二次巻線N2にダイオード
24とコンデンサ25の整流平滑回路からなる基本出力
回路と、二次巻線または他の巻線N3にダイオード26
とコンデンサ27とスイッチング素子30の整流平滑回
路に基準電圧源28と誤差増幅器29と充放電コンデン
サ39からなる充電回路と上記トランスの巻線N3と抵
抗38からなる放電回路とこの充放電コンデンサ39の
両端電圧によって上記整流平滑回路のスイッチング素子
30を駆動する駆動回路34を接続した補助出力回路を
1個以上接続し、上記基本出力回路に基準電圧源31と
誤差増幅器32からなる電圧検出回路を接続しこの電圧
検出回路によって上記一次側のスイッチング素子22を
制御するように構成し、上記補助出力回路にてスイッチ
ング素子30のオン期間が一定期間以上になるとこのス
イッチング素子30がオフ状態になる駆動回路34と、
上記補助出力回路の電圧検出回路の誤差増幅器29の出
力が補助出力電圧の制御範囲外の電圧となった場合基準
電圧41とコンパレータ42からなる検出回路によって
電圧信号を出力するように構成したものである。FIG. 1 is an electrical circuit diagram of the DC power supply device of the present invention. In the circuit of the present invention, a DC power supply 21 is connected to a series circuit of a switching element 22 and a primary winding N1 of a transformer 23. A diode 26 in the circuit and in the secondary or other winding N3
A charging circuit including a reference voltage source 28, an error amplifier 29, a charging / discharging capacitor 39, a discharging circuit including the winding N3 of the transformer and a resistor 38, and a charging / discharging capacitor 39 of the charging / discharging capacitor 39. One or more auxiliary output circuits connected to the drive circuit 34 for driving the switching element 30 of the rectifying / smoothing circuit according to the voltage between both ends are connected, and the basic output circuit is connected to the voltage detection circuit including the reference voltage source 31 and the error amplifier 32. A drive circuit configured to control the switching element 22 on the primary side by the voltage detection circuit, and when the ON period of the switching element 30 in the auxiliary output circuit exceeds a certain period, the switching element 30 is turned off. 34,
When the output of the error amplifier 29 of the voltage detection circuit of the auxiliary output circuit becomes a voltage outside the control range of the auxiliary output voltage, the detection circuit including the reference voltage 41 and the comparator 42 outputs a voltage signal. is there.
【0013】図1において、33は駆動回路、35,3
6は負荷、37はダイオード、40,43は抵抗であ
る。負荷36にかかる電圧は、負荷35にかかる電圧の
トランスの巻数比(N3/N2)倍より低く設定する。In FIG. 1, 33 is a drive circuit, and 35, 3
6 is a load, 37 is a diode, and 40 and 43 are resistors. The voltage applied to the load 36 is set to be lower than the transformer turns ratio (N3 / N2) times the voltage applied to the load 35.
【0014】スイッチング素子22がオンの時スイッチ
ングトランス23に電力が蓄えられ、また充放電コンデ
ンサ39はダイオード37と抵抗38を通じて放電され
スイッチング素子30はオンとなり、スイッチング素子
22がオフになるとスイッチングトランス23の二次巻
線N2の巻線電圧は負荷35にかかる電圧より低いため
ダイオード24は非導通状態となりスイッチングトラン
ス23に蓄えられた電力はコンデンサ27で平滑され負
荷36に供給され、また充放電コンデンサ39は誤差増
幅器29より抵抗40を通じて充電され駆動回路34に
よってスイッチング素子30はオフとなりスイッチング
トランス23に蓄えられた電力はコンデンサ25で平滑
され負荷35に供給されスイッチングトランス23に蓄
えられた電力がなくなるとスイッチング素子22がオン
となり前記と同様の動作を繰り返す。Electric power is stored in the switching transformer 23 when the switching element 22 is on, the charging / discharging capacitor 39 is discharged through the diode 37 and the resistor 38, the switching element 30 is turned on, and when the switching element 22 is turned off. Since the winding voltage of the secondary winding N2 is lower than the voltage applied to the load 35, the diode 24 becomes non-conductive and the electric power stored in the switching transformer 23 is smoothed by the capacitor 27 and supplied to the load 36. 39 is charged from the error amplifier 29 through the resistor 40, the switching element 30 is turned off by the drive circuit 34, and the electric power stored in the switching transformer 23 is smoothed by the capacitor 25 and supplied to the load 35 to eliminate the electric power stored in the switching transformer 23. Comprising the switching element 22 is turned on repeating the same operation.
【0015】負荷36にかかる出力電圧は以上動作より
スイッチング素子30のオン,オフによって一定に保た
れる。負荷35にかかる出力電圧は、検出電圧と基準電
圧源31と比較し増幅して駆動回路33に帰還された信
号によってスイッチング素子22のオン期間を制御し常
に一定に保たれる。The output voltage applied to the load 36 is kept constant by turning on and off the switching element 30 by the above operation. The output voltage applied to the load 35 is kept constant by controlling the ON period of the switching element 22 by a signal that is compared with the detected voltage and the reference voltage source 31 and amplified and fed back to the drive circuit 33.
【0016】また負荷36が短絡状態になるとスイッチ
ング素子30のオン期間を延ばすように動作するがある
オン期間以上になるとスイッチング素子30がオフする
ように駆動回路34が動作し、さらに誤差増幅器29の
出力電圧の変動が大きくなり基準電圧源41以上の電圧
になるとコンパレータ41により電圧信号が出力され、
保護動作となる。このとき他の出力には影響がなく短絡
状態になった出力のみが保護動作となり電圧信号によっ
て保護動作になったことを出力する。When the load 36 is short-circuited, the switching element 30 operates to extend the ON period, and when the load 36 exceeds a certain ON period, the drive circuit 34 operates so that the switching element 30 turns OFF. When the fluctuation of the output voltage becomes large and the voltage exceeds the reference voltage source 41, the voltage signal is output by the comparator 41,
Protective action. At this time, other outputs are not affected and only the output that is in the short-circuited state becomes the protection operation, and the voltage signal outputs that the protection operation has been performed.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、損失が大きくなる電圧を降圧させる素子を必要とせ
ず各出力電圧を制御することができ、出力数よりスイッ
チングトランスの二次巻線を少なくすることができるの
でスイッチングトランスの構造が簡単になり、全体の発
熱が低下し、小型化でき、直流電源装置の信頼性が向上
し、極めて有用なものである。As described above, according to the present invention, each output voltage can be controlled without the need for an element for stepping down a voltage that causes a large loss, and the secondary winding of the switching transformer can be controlled based on the number of outputs. Since the number of wires can be reduced, the structure of the switching transformer can be simplified, the overall heat generation can be reduced, the size can be reduced, and the reliability of the DC power supply device can be improved, which is extremely useful.
【図1】本発明の一実施例における直流電源装置の電気
的回路図FIG. 1 is an electrical circuit diagram of a DC power supply device according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の直流電源装置の電気的回路図FIG. 2 is an electrical circuit diagram of a conventional DC power supply device.
21 直流電源 22 スイッチング素子 23 スイッチングトランス 24 ダイオード 25 コンデンサ 26 ダイオード 27 コンデンサ 28 基準電圧源 29 誤差増幅器 30 スイッチング素子 31 基準電圧源 32 誤差増幅器 33 駆動回路 34 駆動回路 35 負荷 36 負荷 37 ダイオード 38 抵抗 39 充放電コンデンサ 40 抵抗 41 基準電圧源 42 コンパレータ 21 DC power supply 22 Switching element 23 Switching transformer 24 Diode 25 Capacitor 26 Diode 27 Capacitor 28 Reference voltage source 29 Error amplifier 30 Switching element 31 Reference voltage source 32 Error amplifier 33 Drive circuit 34 Drive circuit 35 Load 36 Load 37 Diode 38 Resistance 39 Charge Discharge capacitor 40 Resistance 41 Reference voltage source 42 Comparator
Claims (2)
グトランスの一次巻線の直列回路を接続し、上記スイッ
チングトランスの二次巻線にダイオードとコンデンサの
整流平滑回路からなる基本出力回路と、二次巻線または
他の巻線にダイオードとコンデンサとスイッチング素子
の整流平滑回路に基準電圧源と誤差増幅器と充放電コン
デンサからなる充電回路と上記トランスの巻線と抵抗か
らなる放電回路とこの充放電コンデンサの両端電圧によ
って上記整流平滑回路のスイッチング素子を駆動する駆
動回路を接続した補助出力回路を1個以上接続し、上記
基本出力回路に基準電圧源と誤差増幅器からなる電圧検
出回路を接続しこの電圧検出回路によって上記一次側の
スイッチング素子を制御するように構成した直流電源装
置。1. A basic output circuit comprising a rectifying / smoothing circuit of a diode and a capacitor, wherein a series circuit of a switching element and a primary winding of a switching transformer is connected to a DC power source, and a secondary winding of the switching transformer, and a secondary winding. A rectifying / smoothing circuit of a diode and a capacitor and a switching element on a wire or another winding, a charging circuit consisting of a reference voltage source, an error amplifier and a charging / discharging capacitor, a discharging circuit consisting of the winding of the transformer and a resistor, and this charging / discharging capacitor. One or more auxiliary output circuits connected to a drive circuit for driving the switching element of the rectifying / smoothing circuit according to the voltage across both ends are connected, and a voltage detection circuit consisting of a reference voltage source and an error amplifier is connected to the basic output circuit to detect this voltage. A DC power supply device configured to control the switching element on the primary side by a circuit.
期間が一定期間以上になるとこのスイッチング素子がオ
フ状態になる駆動回路と、上記補助出力回路の電圧検出
回路の誤差増幅器の出力が補助出力電圧の制御範囲外の
電圧となった場合基準電圧とコンパレータからなる検出
回路によって電圧信号を出力するように構成した請求項
1記載の直流電源装置。2. A drive circuit in which the switching element is turned off when the ON period of the switching element in the auxiliary output circuit exceeds a certain period and the output of the error amplifier of the voltage detection circuit of the auxiliary output circuit is the auxiliary output voltage. 2. The DC power supply device according to claim 1, wherein the voltage signal is output by a detection circuit including a reference voltage and a comparator when the voltage is out of the control range.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9923092A JP2773534B2 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | DC power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9923092A JP2773534B2 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | DC power supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05300738A true JPH05300738A (en) | 1993-11-12 |
JP2773534B2 JP2773534B2 (en) | 1998-07-09 |
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ID=14241879
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9923092A Expired - Fee Related JP2773534B2 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | DC power supply |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100420931B1 (en) * | 2002-02-05 | 2004-03-02 | 국방과학연구소 | Discharge control circuit for high voltage dc power supply |
JP2013046495A (en) * | 2011-08-24 | 2013-03-04 | Sanken Electric Co Ltd | Dc-dc converter |
-
1992
- 1992-04-20 JP JP9923092A patent/JP2773534B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100420931B1 (en) * | 2002-02-05 | 2004-03-02 | 국방과학연구소 | Discharge control circuit for high voltage dc power supply |
JP2013046495A (en) * | 2011-08-24 | 2013-03-04 | Sanken Electric Co Ltd | Dc-dc converter |
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JP2773534B2 (en) | 1998-07-09 |
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