JPH08242578A - Switching system dc power supply - Google Patents
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- JPH08242578A JPH08242578A JP6861095A JP6861095A JPH08242578A JP H08242578 A JPH08242578 A JP H08242578A JP 6861095 A JP6861095 A JP 6861095A JP 6861095 A JP6861095 A JP 6861095A JP H08242578 A JPH08242578 A JP H08242578A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング式直流電
源装置、特に出力保持用（電力蓄積用）のコンデンサ及
び該コンデンサを充電するための充電手段を有するスイ
ッチング式直流電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching type DC power supply device, and more particularly to a switching type DC power supply device having an output holding (power storage) capacitor and a charging means for charging the capacitor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より各種の電子機器の電源装置とし
てスイッチング方式の電源が用いられている。特に直流
電源としては、スイッチング方式は小型、軽量及び高効
率であることから広く利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, switching type power supplies have been used as power supply devices for various electronic devices. In particular, as a DC power source, the switching method is widely used because of its small size, light weight and high efficiency.
【０００３】しかしながら、スイッチング方式の電源に
おいて、商用電源電圧をコンデンサインプット型の整流
回路で直流電圧に変換しているが、コンデンサインプッ
ト型の整流回路は、小型で安価である反面、出力の保持
時間を確保するためには、大容量の電解コンデンサが必
要となる。そのため、入力電流の高調波が多く、入力電
流の実効値も大きくなり、また、この高調波が周辺機器
に悪影響を与える場合もある。However, in a switching type power supply, a commercial power supply voltage is converted into a DC voltage by a capacitor input type rectifier circuit. While the capacitor input type rectifier circuit is small and inexpensive, it has an output holding time. In order to secure the above, a large capacity electrolytic capacitor is required. Therefore, there are many harmonics of the input current, the effective value of the input current becomes large, and the harmonics may adversely affect the peripheral equipment.
【０００４】上述した問題を解決するための１つの方法
として、出力の保持時間の確保を別の方法に求め、入力
の平滑回路を削除し、脈流を直接スイッチングする方法
がある。この方法を実施するための回路構成を図３に示
す。同図において、１、２は商用交流電源に接続される
入力電源端子で、整流器スタックＤＭ１の交流端子に接
続されている。整流器スタックＤＭ１の＋端子は、電力
保持用（電力蓄積用）のコンデンサＣ１の陽極とトラン
スＴ１の１次巻線Ｎ１の一方に接続され、該１次巻線Ｎ
１の他方は、スイッチングトランジスタＱ１のコレクタ
に接続されている。該スイッチングトランジスタＱ１の
エミッタは、電流検出回路７を介して整流器スタックＤ
Ｍ１の−端子に接続されている。電流検出回路７はパル
ス幅変調回路（以下、ＰＷＭ回路と記述する）６に接続
されている。As one method for solving the above-mentioned problem, there is a method in which another method is used to secure the output holding time, the input smoothing circuit is deleted, and the pulsating flow is directly switched. A circuit configuration for carrying out this method is shown in FIG. In the figure, reference numerals 1 and 2 are input power supply terminals connected to a commercial AC power supply, and are connected to the AC terminals of the rectifier stack DM1. The + terminal of the rectifier stack DM1 is connected to the anode of the capacitor C1 for holding power (for storing power) and one of the primary windings N1 of the transformer T1.
The other one is connected to the collector of the switching transistor Q1. The emitter of the switching transistor Q1 has a rectifier stack D via a current detection circuit 7.
It is connected to the-terminal of M1. The current detection circuit 7 is connected to a pulse width modulation circuit (hereinafter referred to as a PWM circuit) 6.
【０００５】スイッチングトランジスタＱ１のベースは
ＰＷＭ回路６の出力及び積分回路８に接続されている。
この積分回路８はＰＷＭ回路６に接続されている。トラ
ンスＴ１の２次巻線Ｎ２は、整流用のダイオードＤ１を
介して平滑コンデンサＣ２に接続されている。平滑コン
デンサＣ２により平滑された出力は、出力端子３、４か
ら所定の負荷に供給される。The base of the switching transistor Q1 is connected to the output of the PWM circuit 6 and the integrating circuit 8.
The integrating circuit 8 is connected to the PWM circuit 6. The secondary winding N2 of the transformer T1 is connected to the smoothing capacitor C2 via a rectifying diode D1. The output smoothed by the smoothing capacitor C2 is supplied from the output terminals 3 and 4 to a predetermined load.
【０００６】トランスＴ１の３次巻線Ｎ３の一方の端子
は、コンデンサＣ１の陽極に接続され、このコンデンサ
Ｃ１の陽極は、整流器スタックＤＭ１の＋端子に接続さ
れている。トランスＴ１の３次巻線Ｎ３の他方の端子
は、ダイオードＤ３を介してコンデンサＣ１の陰極に接
続され、このコンデンサＣ１の陰極は、逆流防止用のダ
イオードＤ２及び電流検出回路７を介してスイッチング
トランジスタＱ１のエミッタに接続されている。One terminal of the tertiary winding N3 of the transformer T1 is connected to the anode of the capacitor C1, and the anode of this capacitor C1 is connected to the + terminal of the rectifier stack DM1. The other terminal of the tertiary winding N3 of the transformer T1 is connected to the cathode of the capacitor C1 via a diode D3, and the cathode of the capacitor C1 is a switching transistor via a diode D2 for backflow prevention and a current detection circuit 7. It is connected to the emitter of Q1.
【０００７】負荷に対する出力電圧を検出するために、
出力端子３、４に接続される不図示の負荷と並列に電圧
検出回路５が接続されている。この電圧検出回路５は、
オペアンプ、トランジスタ等により構成され、その検出
値は、フォトカプラＱ２を介してＰＷＭ回路６に帰還さ
れる。このＰＷＭ回路６は、電圧検出回路５の検出値に
応じてスイッチングトランジスタＱ１のベースに与える
駆動パルスのスイッチングデューティ比或は周波数等を
制御する。即ち、ＰＷＭ回路６の出力でスイッチングト
ランジスタＱ１が駆動される。To detect the output voltage to the load,
A voltage detection circuit 5 is connected in parallel with a load (not shown) connected to the output terminals 3 and 4. This voltage detection circuit 5
It is composed of an operational amplifier, a transistor, etc., and the detected value is fed back to the PWM circuit 6 via the photocoupler Q2. The PWM circuit 6 controls the switching duty ratio or frequency of the drive pulse given to the base of the switching transistor Q1 according to the detection value of the voltage detection circuit 5. That is, the switching transistor Q1 is driven by the output of the PWM circuit 6.
【０００８】次に、図３に示すスイッチング式直流電源
装置の動作を説明する。入力電源端子１及び２に商用電
源を接続すると、整流器スタックＤＭ１によって整流さ
れ、脈流波形が得られる。この得られた脈流は、スイッ
チングトランジスタＱ１で断続され、トランスＴ１の１
次巻線Ｎ１に電圧が印加される。スイッチングトランジ
スタＱ１のオン時にエネルギーがトランスＴ１に蓄えら
れ、スイッチングトランジスタＱ１のオフ時にエネルギ
ーがトランスＴ１の２次巻線Ｎ２からダイオードＤ１を
介して放出される。このような動作を繰り返して電力を
転送する。ダイオードＤ１からの出力は、平滑用のコン
デンサＣ２によって平滑され直流に変換され、該変換さ
れた直流は、出力端子３、４から負荷に供給される。Next, the operation of the switching type DC power supply device shown in FIG. 3 will be described. When a commercial power source is connected to the input power source terminals 1 and 2, it is rectified by the rectifier stack DM1 to obtain a pulsating flow waveform. The obtained pulsating current is interrupted by the switching transistor Q1 and the
A voltage is applied to the next winding N1. Energy is stored in the transformer T1 when the switching transistor Q1 is on, and energy is released from the secondary winding N2 of the transformer T1 through the diode D1 when the switching transistor Q1 is off. Electric power is transferred by repeating such an operation. The output from the diode D1 is smoothed by the smoothing capacitor C2 and converted into a direct current, and the converted direct current is supplied from the output terminals 3 and 4 to the load.
【０００９】同様にして、トランスＴ１の３次巻線Ｎ３
の出力は、ダイオードＤ３を介してコンデンサＣ１を充
電して、該コンデンサＣ１の両端の電圧を出力電圧に比
例した一定の電圧に保つ。電圧検出回路５は、出力端子
３、４に接続される負荷の電圧と基準電圧とを比較し
て、誤差電圧をフォトカプラＱ２を介してＰＷＭ回路６
に与える。ＰＷＭ回路６は、誤差電圧によりスイッチン
グトランジスタＱ１の駆動パルスを制御する。Similarly, the tertiary winding N3 of the transformer T1
The output of the capacitor C1 charges the capacitor C1 via the diode D3 and maintains the voltage across the capacitor C1 at a constant voltage proportional to the output voltage. The voltage detection circuit 5 compares the voltage of the load connected to the output terminals 3 and 4 with the reference voltage, and outputs the error voltage to the PWM circuit 6 via the photocoupler Q2.
Give to. The PWM circuit 6 controls the drive pulse of the switching transistor Q1 according to the error voltage.
【００１０】このようにして、スイッチングトランジス
タＱ１の駆動パルスを制御することによって、負荷電圧
を安定化する。Thus, the load voltage is stabilized by controlling the drive pulse of the switching transistor Q1.
【００１１】動作中に入力電圧が遮断して整流器スタッ
クＤＭ１の出力がなくなると、コンデンサＣ１の電荷が
ダイオードＤ２を介して放出され、一定時間出力電圧を
安定化する。When the input voltage is cut off during operation and the output of the rectifier stack DM1 disappears, the charge of the capacitor C1 is discharged through the diode D2 and stabilizes the output voltage for a certain period of time.
【００１２】負荷電力が定格より明らかに大きくなった
場合、電流検出回路７に流れる電流が指定値以上にな
り、該電流検出回路７からＰＷＭ回路６に信号が出力さ
れる。これにより、ＰＷＭ回路６が出力パルスのデュー
ティを絞っていくと出力電圧が低下する。また、出力パ
ルスのデューティが絞られると、図３では積分回路８の
出力も低下していき、所定値以下になるとＰＷＭ回路６
が間欠モードに入り、一定周期で間欠的に出力する。こ
のようにして回路が過電流により破壊されるのを防止す
る。When the load power becomes obviously higher than the rated value, the current flowing through the current detection circuit 7 becomes a specified value or more, and a signal is output from the current detection circuit 7 to the PWM circuit 6. As a result, the output voltage decreases as the PWM circuit 6 reduces the duty of the output pulse. Further, when the duty of the output pulse is narrowed down, the output of the integrating circuit 8 also decreases in FIG. 3, and when it falls below a predetermined value, the PWM circuit 6
Enters intermittent mode and outputs intermittently at a fixed cycle. In this way the circuit is prevented from being destroyed by overcurrent.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例にあっては、入力にスイッチングトランジスタ
Ｑ１のスイッチングによる高周波が重畳され、また、ト
ランスＴ１の１次巻線Ｎ１を利用して出力保持用のコン
デンサＣ１を充電する回路の充放電動作の影響のため、
１次側に流れる電流に高周波ノイズが多く含まれるた
め、一次側インダクタ電流の検出回路や制御パルス、ト
ランスＴ１の１次巻線Ｎ１に与えられる電力を検出する
回路からＰＷＭ回路６への信号にノイズが伝般し、回路
動作が不安定になったり、誤動作が起きることがあると
いう問題点があった。However, in the above-mentioned conventional example, the high frequency generated by the switching of the switching transistor Q1 is superposed on the input, and the primary winding N1 of the transformer T1 is used to maintain the output. Because of the influence of the charging / discharging operation of the circuit that charges the capacitor C1 of
Since the current flowing to the primary side contains a lot of high-frequency noise, the signal to the PWM circuit 6 from the circuit for detecting the primary side inductor current, the control pulse, and the circuit for detecting the power applied to the primary winding N1 of the transformer T1 is used. There is a problem that noise is transmitted, circuit operation becomes unstable, and malfunction may occur.
【００１４】本発明は上述した従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、回路動作の安定度が向上すると共に、負
荷急変時にも比較的安定した出力が得られ、しかも負荷
短絡時にも瞬時に応答して過電流を防止し得るようにし
たスイッチング式直流電源装置を提供しようとするもの
である。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the above-described prior art, and an object of the present invention is to improve the stability of circuit operation and to keep the circuit relatively stable even when the load changes suddenly. An object of the present invention is to provide a switching type DC power supply device capable of obtaining a stable output and responding instantaneously even when a load is short-circuited to prevent an overcurrent.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１のスイッチング式直流電源装置は、
電源電圧を整流する１次側整流回路と、導通角をパルス
幅変調（ＰＷＭ）制御されるスイッチング素子で整流後
の脈流を断続する高周波スイッチング回路と、該高周波
スイッチング回路の入力に設けられた電力蓄積用コンデ
ンサと、該電力蓄積用コンデンサを充電するための充電
手段とを有するスイッチング式直流電源装置において、
前記スイッチング素子のエミッタに流れる電流を検出す
る電流検出回路と、該電流検出回路の検出結果に応じて
前記スイッチング素子に制御パルスを出力するパルス幅
変調（ＰＷＭ）回路とを設けたことを特徴とするもので
ある。In order to achieve the above object, a switching type DC power supply device according to claim 1 of the present invention comprises:
A primary side rectifier circuit for rectifying a power supply voltage, a high frequency switching circuit for intermittently rectifying a pulsating current after rectification with a switching element whose conduction angle is controlled by pulse width modulation (PWM), and a high frequency switching circuit provided at an input of the high frequency switching circuit. In a switching type DC power supply device having a power storage capacitor and charging means for charging the power storage capacitor,
A current detection circuit for detecting a current flowing through the emitter of the switching element, and a pulse width modulation (PWM) circuit for outputting a control pulse to the switching element according to a detection result of the current detection circuit are provided. To do.
【００１６】また、同じ目的を達成する上で本発明の請
求項２のスイッチング式直流電源装置は、請求項１のス
イッチング式直流電源装置において、１次側電圧を検出
し且つその検出結果を前記ＰＷＭ回路に出力する電圧検
出回路を設け、前記ＰＷＭ回路は、前記電圧検出回路の
出力と前記電流検出回路の出力とを比較して制御パルス
を出力すると共に、前記ＰＷＭ回路から出力される制御
パルスを増幅し前記スイッチング素子を駆動するドライ
ブ回路を設けたことを特徴とするものである。Further, in order to achieve the same object, a switching type DC power supply device according to a second aspect of the present invention is the switching type DC power supply device according to the first aspect, wherein the primary side voltage is detected and the detection result is the above-mentioned. A voltage detection circuit for outputting to the PWM circuit is provided, and the PWM circuit outputs a control pulse by comparing the output of the voltage detection circuit with the output of the current detection circuit, and outputs the control pulse from the PWM circuit. Is provided and a drive circuit for driving the switching element is provided.
【００１７】また、同じ目的を達成するために本発明の
請求項３のスイッチング式直流電源装置は、電源電圧を
整流する１次側整流回路と、導通角をパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）制御される第１のスイッチング素子で整流後の脈
流を断続する高周波スイッチング回路と、該高周波スイ
ッチング回路の入力に設けられた電力蓄積用コンデンサ
と、該電力蓄積用コンデンサを充電するための充電手段
とを有するスイッチング式直流電源装置において、前記
第１のスイッチング素子のエミッタに流れる電流を検出
する電流検出回路と、該電流検出回路の検出結果に応じ
て前記第１のスイッチング素子に制御パルスを出力する
パルス幅変調（ＰＷＭ）回路とを設け、更に前記第１の
スイッチング素子とは極性の異なる第２のスイッチング
素子を設け、該第２のスイッチング素子のコレクタを前
記電力蓄積用コンデンサと前記充電手段との間に接続し
且つ前記第２のスイッチング素子のエミッタを前記１次
側整流回路の−端子と前記第１のスイッチング素子のエ
ミッタとの間に接続し、定常時には前記１次側整流回路
からの充電を防止し、入力遮断時には前記電力蓄積用コ
ンデンサに蓄積された電荷を前記高周波スイッチング回
路に供給することを特徴とするものである。In order to achieve the same object, a switching type DC power supply device according to a third aspect of the present invention is a primary side rectifying circuit for rectifying a power supply voltage, and a conduction angle is pulse width modulated (P).
WM) A high-frequency switching circuit that interrupts the rectified pulsating current by a controlled first switching element, a power storage capacitor provided at the input of the high-frequency switching circuit, and a power storage capacitor for charging the power storage capacitor. In a switching type DC power supply device having a charging means, a current detection circuit for detecting a current flowing through an emitter of the first switching element, and a control pulse for the first switching element according to a detection result of the current detection circuit. And a pulse width modulation (PWM) circuit that outputs a pulse width modulation (PWM) circuit, and a second switching element having a polarity different from that of the first switching element. The collector of the second switching element is connected to the power storage capacitor and the second switching element. It is connected to a charging means and the emitter of the second switching element is connected to the negative terminal of the primary side rectifying circuit. Is connected to the emitter of the first switching element to prevent charging from the primary side rectifier circuit in a steady state, and to charge the charge stored in the power storage capacitor to the high frequency switching circuit when the input is cut off. It is characterized by supplying.
【００１８】また、同じ目的を達成する上で本発明の請
求項４のスイッチング式直流電源装置は、請求項３のス
イッチング式直流電源装置において、１次側電圧を検出
し且つその検出結果を前記ＰＷＭ回路に出力する電圧検
出回路を設け、前記ＰＷＭ回路は、前記電圧検出回路の
出力と前記電流検出回路の出力とを比較して制御パルス
を出力すると共に、前記ＰＷＭ回路から出力される制御
パルスを増幅し前記スイッチング素子を駆動するドライ
ブ回路を設けたことを特徴とするものである。In order to achieve the same object, a switching type DC power supply device according to a fourth aspect of the present invention is the switching type DC power supply device according to the third aspect, wherein the primary side voltage is detected and the detection result is the above-mentioned. A voltage detection circuit for outputting to the PWM circuit is provided, and the PWM circuit outputs a control pulse by comparing the output of the voltage detection circuit with the output of the current detection circuit, and outputs the control pulse from the PWM circuit. Is provided and a drive circuit for driving the switching element is provided.
【００１９】更に、同じ目的を達成する上で、本発明の
請求項５のスイッチング式直流電源装置は、請求項３ま
たは４のスイッチング式直流電源装置において、前記第
２のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素子
と同期パルスにより制御されることを特徴とするもので
ある。Further, in order to achieve the same object, a switching type DC power supply device according to claim 5 of the present invention is the switching type DC power supply device according to claim 3 or 4, wherein the second switching element is the It is characterized by being controlled by one switching element and a synchronization pulse.
【００２０】[0020]
【作用】請求項１のスイッチング式直流電源装置は、高
周波スイッチング回路のスイッチング素子のエミッタに
流れる電流を電流検出回路により検出し、その検出結果
に応じてＰＷＭ回路から前記スイッチング素子に制御パ
ルスが出力され、該スイッチング素子が制御される。According to another aspect of the present invention, in the switching type DC power supply device, the current flowing through the emitter of the switching element of the high frequency switching circuit is detected by the current detection circuit, and the control pulse is output from the PWM circuit to the switching element according to the detection result. The switching element is controlled.
【００２１】請求項２のスイッチング式直流電源装置
は、請求項１のスイッチング式直流電源装置の作用に加
えて、１次側電圧を電圧検出回路により検出し、ＰＷＭ
回路により前記電圧検出回路の出力と電流検出回路の出
力とが比較され、その比較結果に応じて制御パルスが出
力され、該制御パルスがドライブ回路により増幅されて
前記スイッチング素子が駆動される。According to a second aspect of the present invention, in addition to the operation of the first aspect of the switching type direct current power source device, the primary side voltage is detected by a voltage detection circuit, and the PWM
The circuit compares the output of the voltage detection circuit with the output of the current detection circuit, a control pulse is output according to the comparison result, and the control pulse is amplified by the drive circuit to drive the switching element.
【００２２】請求項３のスイッチング式直流電源装置
は、定常時には１次側整流回路からのコンデンサへの充
電が防止され、入力遮断時には前記コンデンサに蓄えら
れた電荷が高周波スイッチング回路に供給され、前記高
周波スイッチング回路の第１のスイッチング素子のエミ
ッタに流れる電流を電流検出回路により検出し、その検
出結果に応じてＰＷＭ回路から前記第１のスイッチング
素子に制御パルスが出力され、該第１のスイッチング素
子が制御される。In the switching type DC power supply device according to a third aspect of the present invention, charging of the capacitor from the primary side rectification circuit is prevented in a steady state, and when the input is cut off, the electric charge accumulated in the capacitor is supplied to the high frequency switching circuit. The current flowing through the emitter of the first switching element of the high frequency switching circuit is detected by the current detection circuit, and a control pulse is output from the PWM circuit to the first switching element according to the detection result, and the first switching element is output. Is controlled.
【００２３】請求項４のスイッチング式直流電源装置
は、請求項３のスイッチング式直流電源装置の作用に加
えて、１次側電圧を電圧検出回路により検出し、ＰＷＭ
回路により前記電圧検出回路の出力と電流検出回路の出
力とが比較され、その比較結果に応じて制御パルスが出
力され、該制御パルスがドライブ回路により増幅されて
前記第１のスイッチング素子が駆動される。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the operation of the third aspect of the switching type direct current power source device, the primary side voltage is detected by a voltage detection circuit, and the PWM
A circuit compares the output of the voltage detection circuit with the output of the current detection circuit, a control pulse is output according to the comparison result, and the control pulse is amplified by the drive circuit to drive the first switching element. It
【００２４】請求項５のスイッチング式直流電源装置
は、請求項３または４のスイッチング式直流電源装置の
作用に加えて、前記前記第２のスイッチング素子が、前
記第１のスイッチング素子と同期パルスにより制御され
る。According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the function of the switching type direct current power source device according to the third or fourth aspect, the second switching element is provided with the first switching element and a synchronization pulse. Controlled.
【００２５】[0025]
【実施例】以下、本発明の実施例を図１及び図２に基づ
き説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００２６】（第１実施例）まず、本発明の第１実施例
を図１に基づき説明する。図１は、本発明の第１実施例
に係るスイッチング式直流電源装置の構成を示す回路図
であり、同図において、上述した従来の図３と同一部分
には、同一符号を付してある。(First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching type DC power supply device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same parts as those of the conventional FIG. 3 described above are denoted by the same reference numerals. .
【００２７】図１において、１、２は商用交流電源に接
続される入力電源端子で、整流用の整流器スタックＤＭ
１の交流端子に接続されている。整流器スタックＤＭ１
の（＋）端子は、電力保持用（電力蓄積用）コンデンサ
Ｃ１の陽極及びトランスＴ１の１次巻線Ｎ１の一端に接
続されている。該１次巻線Ｎ１の他端は、スイッチング
トランジスタＱ１のコレクタに接続されている。該スイ
ッチングトランジスタＱ１のエミッタは、検出抵抗また
は検出トランスより構成された電流検出回路１０を介し
て整流器スタックＤＭ１の（−）端子に接続されてい
る。In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote input power supply terminals connected to a commercial AC power supply, and a rectifier stack DM for rectification.
1 is connected to the AC terminal. Rectifier stack DM1
(+) Terminal of is connected to the anode of the capacitor C1 for power retention (power storage) and one end of the primary winding N1 of the transformer T1. The other end of the primary winding N1 is connected to the collector of the switching transistor Q1. The emitter of the switching transistor Q1 is connected to the (−) terminal of the rectifier stack DM1 via the current detection circuit 10 composed of a detection resistor or a detection transformer.
【００２８】トランスＴ１の２次巻線Ｎ２は、整流用の
ダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ２に接続され
ている。平滑コンデンサＣ２により平滑された出力は、
出力端子３、４から所定の負荷に供給される。The secondary winding N2 of the transformer T1 is connected to the smoothing capacitor C2 via a rectifying diode D1. The output smoothed by the smoothing capacitor C2 is
It is supplied to a predetermined load from the output terminals 3 and 4.
【００２９】トランスＴ１の３次巻線Ｎ３の一端は、整
流器スタックＤＭ１の（＋）端子に接続されている。ト
ランスＴ１の３次巻線Ｎ３の他端は、整流用のダイオー
ドＤ３を介して電力保持用コンデンサＣ１の陰極に接続
されている。この電力保持用コンデンサＣ１の陰極は、
逆流防止用のダイオードＤ２のカソード及び整流用のダ
イオードＤ３のアノードに接続されている。逆流防止用
のダイオードＤ２のエミッタは、電流検出回路１０及び
整流器スタックＤＭ１の（−）端子に接続されている。
電力保持用コンデンサＣ１の陽極は、整流器スタックＤ
Ｍ１の（＋）端子及び電圧検出回路９に接続されてい
る。One end of the tertiary winding N3 of the transformer T1 is connected to the (+) terminal of the rectifier stack DM1. The other end of the tertiary winding N3 of the transformer T1 is connected to the cathode of the power holding capacitor C1 via a rectifying diode D3. The cathode of the power holding capacitor C1 is
It is connected to the cathode of the diode D2 for backflow prevention and the anode of the diode D3 for rectification. The emitter of the backflow preventing diode D2 is connected to the current detection circuit 10 and the (−) terminal of the rectifier stack DM1.
The anode of the power holding capacitor C1 is a rectifier stack D.
It is connected to the (+) terminal of M1 and the voltage detection circuit 9.
【００３０】電圧検出回路９及び電流検出回路１０は、
ＰＷＭ回路１１に接続されている。ＰＷＭ回路１１は、
ドライブ回路１２を介してスイッチングトランジスタＱ
１のベースに接続され、インダクタ電流及び入力電圧に
応じてスイッチングトランジスタＱ１のベースに与える
駆動パルスのスイッチングデューティ比或は周波数等を
制御する。The voltage detection circuit 9 and the current detection circuit 10 are
It is connected to the PWM circuit 11. The PWM circuit 11 has
Switching transistor Q via drive circuit 12
1 and controls the switching duty ratio or frequency of the drive pulse given to the base of the switching transistor Q1 according to the inductor current and the input voltage.
【００３１】次に、上記構成の本実施例に係るスイッチ
ング式直流電源装置の動作を説明する。入力電源端子１
及び２に商用電源を接続すると、整流器スタックＤＭ１
によって整流され、脈流波形が得られる。この得られた
脈流は、スイッチングトランジスタＱ１により断続さ
れ、トランスＴ１の１次巻線Ｎ１に印加される。Next, the operation of the switching type DC power supply device according to this embodiment having the above configuration will be described. Input power terminal 1
When a commercial power source is connected to the rectifier stack DM1
Is rectified to obtain a pulsating flow waveform. The obtained pulsating flow is interrupted by the switching transistor Q1 and applied to the primary winding N1 of the transformer T1.
【００３２】スイッチングトランジスタＱ１のオン時に
エネルギーがトランスＴ１に蓄えられ、スイッチングト
ランジスタＱ１のオフ時にエネルギーがトランスＴ１の
２次巻線Ｎ２から整流用のダイオードＤ１を介して放出
される。このような動作を繰り返して電力を転送する。
整流用のダイオードＤ１の出力は、平滑用のコンデンサ
Ｃ２によって平滑され直流に変換される。該変換された
直流は、出力端子３、４から負荷に供給される。Energy is stored in the transformer T1 when the switching transistor Q1 is on, and energy is released from the secondary winding N2 of the transformer T1 through the rectifying diode D1 when the switching transistor Q1 is off. Electric power is transferred by repeating such an operation.
The output of the rectifying diode D1 is smoothed by the smoothing capacitor C2 and converted into direct current. The converted direct current is supplied to the load from the output terminals 3 and 4.
【００３３】同様にして、スイッチングトランジスタＱ
１のオフ時に、トランスＴ１の３次巻線Ｎ３の出力は、
整流用のダイオードＤ３を介して電力保持用コンデンサ
Ｃ１を充電して、該電力保持用コンデンサＣ１の両端電
圧を出力電圧に比例した一定の電圧に保持する。同時に
ダイオードＤ２は、商用交流入力の整流器スタックＤＭ
１からの充電を防止する。Similarly, the switching transistor Q
When 1 is off, the output of the tertiary winding N3 of the transformer T1 is
The power holding capacitor C1 is charged through the rectifying diode D3, and the voltage across the power holding capacitor C1 is held at a constant voltage proportional to the output voltage. At the same time, the diode D2 is a commercial AC input rectifier stack DM.
Prevent charging from 1.
【００３４】電圧検出回路９は、１次側整流後の電圧を
検出し、ＰＷＭ回路１１に出力する。また、電流検出回
路１０は、インダクタ電流を検出し、ＰＷＭ回路１１に
出力する。ＰＷＭ回路１１は、電圧検出回路９の出力結
果により補正された基準電圧と電流検出回路１０の出力
とをコンパレータにより比較して、その結果を制御パル
スとして出力する。ＰＷＭ回路１１から出力された制御
パルスをドライブ回路１２で増幅してスイッチングトラ
ンジスタＱ１を駆動する。The voltage detection circuit 9 detects the voltage after the primary side rectification and outputs it to the PWM circuit 11. Further, the current detection circuit 10 detects the inductor current and outputs it to the PWM circuit 11. The PWM circuit 11 compares the reference voltage corrected by the output result of the voltage detection circuit 9 and the output of the current detection circuit 10 with a comparator, and outputs the result as a control pulse. The drive circuit 12 amplifies the control pulse output from the PWM circuit 11 to drive the switching transistor Q1.
【００３５】このようにして、スイッチングトランジス
タＱ１の駆動パルスを制御することによって、負荷電圧
を安定化する。Thus, the load voltage is stabilized by controlling the drive pulse of the switching transistor Q1.
【００３６】動作中に入力電圧が遮断して整流器スタッ
クＤＭ１の出力がなくなると、電力保持用コンデンサＣ
１の電荷が放出され、一定時間出力電圧を安定化する。When the input voltage is cut off during operation and the output of the rectifier stack DM1 disappears, the power holding capacitor C
A charge of 1 is released, stabilizing the output voltage for a certain period of time.
【００３７】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
を図２に基づき説明する。図２は、本発明の第２実施例
に係るスイッチング式直流電源装置の回路図であり、同
図において、上述した第１実施例の図１と同一部分に
は、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram of a switching type DC power supply device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same parts as those of the above-mentioned first embodiment shown in FIG. Detailed description thereof will be omitted.
【００３８】図２において、図１と異なる点は、図１の
構成の逆流防止用のダイオードＤ２に代えて第２のスイ
ッチングトランジスタＱ２を設けたことである。この第
２のスイッチングトランジスタＱ２のコレクタは、電力
保持用コンデンサＣ１の陰極に接続されている。第２の
スイッチングトランジスタＱ２のエミッタは、電流検出
回路１０を介して第１のスイッチングトランジスタＱ１
のエミッタ及び整流器スタックＤＭ１の（−）端子に接
続されている。2 is different from FIG. 1 in that a second switching transistor Q2 is provided in place of the backflow preventing diode D2 of the configuration of FIG. The collector of the second switching transistor Q2 is connected to the cathode of the power holding capacitor C1. The emitter of the second switching transistor Q2 is connected to the first switching transistor Q1 via the current detection circuit 10.
And the (−) terminal of the rectifier stack DM1.
【００３９】ＰＷＭ回路１１は、ドライブ回路１２を介
して第１及び第２のスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ
２のベースに接続され、インダクタ電流及び入力電圧に
応じて第１及び第２のスイッチングトランジスタＱ１、
Ｑ２のベースに与える駆動パルスのスイッチングデュー
ティ比或は周波数等を制御する。ＰＷＭ回路１１の出力
で、第１及び第２のスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ
２が同期駆動される。The PWM circuit 11 includes a first and second switching transistors Q1 and Q via a drive circuit 12.
2 is connected to the base of the first and second switching transistors Q1 depending on the inductor current and the input voltage,
The switching duty ratio or frequency of the drive pulse given to the base of Q2 is controlled. The output of the PWM circuit 11 is used to output the first and second switching transistors Q1 and Q1.
2 are driven synchronously.
【００４０】次に、上記構成の本実施例に係るスイッチ
ング式直流電源装置の動作を説明する。入力電源端子１
及び２に商用電源を接続すると、整流器スタックＤＭ１
によって整流され、脈流波形が得られる。この得られた
脈流は、第１のスイッチングトランジスタＱ１により断
続され、トランスＴ１の１次巻線Ｎ１に印加される。第
１のスイッチングトランジスタＱ１のオン時に、第２の
スイッチングトランジスタＱ２もオンし、エネルギーが
トランスＴ１に蓄えられ、第１及び第２のスイッチング
トランジスタＱ１、Ｑ２のオフ時にエネルギーがトラン
スＴ１の２次巻線Ｎ２から整流用のダイオードＤ１を介
して放出される。このような動作を繰り返して電力を転
送する。整流用のダイオードＤ１の出力は、平滑用のコ
ンデンサＣ２によって平滑され直流に変換される。該変
換された直流は、出力端子３、４から負荷に供給され
る。Next, the operation of the switching type DC power supply device according to this embodiment having the above structure will be described. Input power terminal 1
When a commercial power source is connected to the rectifier stack DM1
Is rectified to obtain a pulsating flow waveform. The obtained pulsating current is interrupted by the first switching transistor Q1 and applied to the primary winding N1 of the transformer T1. When the first switching transistor Q1 is turned on, the second switching transistor Q2 is also turned on and energy is stored in the transformer T1, and when the first and second switching transistors Q1 and Q2 are turned off, energy is stored in the secondary winding of the transformer T1. It is emitted from the line N2 through the rectifying diode D1. Electric power is transferred by repeating such an operation. The output of the rectifying diode D1 is smoothed by the smoothing capacitor C2 and converted into direct current. The converted direct current is supplied to the load from the output terminals 3 and 4.
【００４１】同様にして、第１のスイッチングトランジ
スタＱ１のオフ時に、トランスＴ１の３次巻線Ｎ３の出
力は、整流用のダイオードＤ３を介して電力保持用コン
デンサＣ１を充電して、該電力保持用コンデンサＣ１の
両端電圧を出力電圧に比例した一定の電圧に保持する。
同時に第１のスイッチングトランジスタＱ１と同期した
駆動パルスにより第２のスイッチングトランジスタＱ２
がオフし、商用交流入力の整流器スタックＤＭ１からの
充電を防止する。Similarly, when the first switching transistor Q1 is off, the output of the tertiary winding N3 of the transformer T1 charges the power holding capacitor C1 through the rectifying diode D3 to hold the power. The voltage across the capacitor C1 is maintained at a constant voltage proportional to the output voltage.
At the same time, the driving pulse synchronized with the first switching transistor Q1 causes the second switching transistor Q2
Is turned off to prevent charging from the commercial AC input rectifier stack DM1.
【００４２】電圧検出回路９は、１次側整流後の電圧を
検出し、ＰＷＭ回路１１に出力する。また、電流検出回
路１０は、インダクタ電流を検出し、ＰＷＭ回路１１に
出力する。ＰＷＭ回路１１は、電圧検出回路９の出力結
果により補正された基準電圧と電流検出回路１０の出力
とをコンパレータにより比較して、その結果を制御パル
スとして出力する。ＰＷＭ回路１１から出力された制御
パルスをドライブ回路１２で増幅して第１のスイッチン
グトランジスタＱ１を駆動する。ＰＷＭ回路１１は、誤
差電圧により第１のスイッチングトランジスタＱ１の駆
動パルスを制御する。The voltage detection circuit 9 detects the voltage after the primary side rectification and outputs it to the PWM circuit 11. Further, the current detection circuit 10 detects the inductor current and outputs it to the PWM circuit 11. The PWM circuit 11 compares the reference voltage corrected by the output result of the voltage detection circuit 9 and the output of the current detection circuit 10 with a comparator, and outputs the result as a control pulse. The control pulse output from the PWM circuit 11 is amplified by the drive circuit 12 to drive the first switching transistor Q1. The PWM circuit 11 controls the drive pulse of the first switching transistor Q1 according to the error voltage.
【００４３】このようにして、第１のスイッチングトラ
ンジスタＱ１の駆動パルスを制御することによって、負
荷電圧を安定化する。In this way, the drive voltage of the first switching transistor Q1 is controlled to stabilize the load voltage.
【００４４】動作中に入力電圧が遮断して整流器スタッ
クＤＭ１の出力がなくなると、第２のスイッチングトラ
ンジスタＱ２のオフ時に、電力保持用コンデンサＣ１の
電荷が放出され、一定時間出力電圧を安定化する。When the input voltage is cut off during operation and the output of the rectifier stack DM1 disappears, the electric charge of the power holding capacitor C1 is released when the second switching transistor Q2 is turned off, and the output voltage is stabilized for a certain period of time. .
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上詳述したように本発明のスイッチン
グ式直流電源装置によれば、１次側のインダクタ電流を
検出し、その検出結果をＰＷＭ回路に出力する電流検出
回路及び１次側の電圧を検出し、その検出結果をＰＷＭ
回路に出力する電圧検出回路を設け、電圧変動を考慮に
入れた上、インダクタ電流を一定に保つように、電流検
出回路の出力と電圧検出回路の出力とを比較し、ＰＷＭ
制御を行うようにしたので、回路動作の安定度が増すと
共に、１周期毎に電流制限がかかるので、負荷急変時に
も比較的安定した出力が得られる上、負荷短絡時にも瞬
時に応答して過電流を防止することができるという効果
を奏する。As described above in detail, according to the switching type DC power supply device of the present invention, the primary side inductor current is detected and the detection result is outputted to the PWM circuit and the primary side. The voltage is detected and the detection result is PWM
A voltage detection circuit that outputs to the circuit is provided, and the output of the current detection circuit and the output of the voltage detection circuit are compared and PWM
Since the control is performed, the stability of the circuit operation is increased and the current is limited in each cycle, so a relatively stable output can be obtained even when the load changes suddenly, and an instant response can be obtained even when the load is short-circuited. The effect that an overcurrent can be prevented is produced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の第１実施例に係るスイッチング式直流
電源装置の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching type DC power supply device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施例に係るスイッチング式直流
電源装置の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a switching type DC power supply device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】従来のスイッチング式直流電源装置の構成を示
す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional switching type DC power supply device.
ＤＭ１ 整流器スタック（１次側整流回路） Ｑ１ 第１のスイッチングトランジスタ（第１のス
イッチング素子、高周波スイッチング回路） Ｑ２ 第２のスイッチングトランジスタ（第２のス
イッチング素子、高周波スイッチング回路） Ｃ１ 電力蓄積用コンデンサ Ｔ１ トランス（充電手段） ９ 電圧検出回路 １０ 電流検出回路 １１ ＰＷＭ回路 １２ ドライブ回路DM1 Rectifier stack (primary side rectifier circuit) Q1 First switching transistor (first switching element, high-frequency switching circuit) Q2 Second switching transistor (second switching element, high-frequency switching circuit) C1 Power storage capacitor T1 Transformer (charging means) 9 Voltage detection circuit 10 Current detection circuit 11 PWM circuit 12 Drive circuit
Claims (5)
導通角をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御されるスイッチン
グ素子で整流後の脈流を断続する高周波スイッチング回
路と、該高周波スイッチング回路の入力に設けられた電
力蓄積用コンデンサと、該電力蓄積用コンデンサを充電
するための充電手段とを有するスイッチング式直流電源
装置において、前記スイッチング素子のエミッタに流れ
る電流を検出する電流検出回路と、該電流検出回路の検
出結果に応じて前記スイッチング素子に制御パルスを出
力するパルス幅変調（ＰＷＭ）回路とを設けたことを特
徴とするスイッチング式直流電源装置。1. A primary side rectification circuit for rectifying a power supply voltage,
A high frequency switching circuit that intermittently rectifies a pulsating flow after rectification with a switching element whose conduction angle is controlled by pulse width modulation (PWM), a power storage capacitor provided at an input of the high frequency switching circuit, and a power storage capacitor. In a switching type DC power supply device having a charging means for charging, a current detection circuit that detects a current flowing through the emitter of the switching element, and a control pulse is output to the switching element according to the detection result of the current detection circuit. And a pulse width modulation (PWM) circuit for controlling the switching type DC power supply device.
前記ＰＷＭ回路に出力する電圧検出回路を設け、前記Ｐ
ＷＭ回路は、前記電圧検出回路の出力と前記電流検出回
路の出力とを比較して制御パルスを出力すると共に、前
記ＰＷＭ回路から出力される制御パルスを増幅し前記ス
イッチング素子を駆動するドライブ回路を設けたことを
特徴とする請求項１記載のスイッチング式直流電源装
置。2. A voltage detection circuit for detecting a primary voltage and outputting the detection result to the PWM circuit is provided,
The WM circuit compares the output of the voltage detection circuit with the output of the current detection circuit to output a control pulse, and amplifies the control pulse output from the PWM circuit to drive the switching element. The switching DC power supply device according to claim 1, wherein the switching DC power supply device is provided.
導通角をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御される第１のスイ
ッチング素子で整流後の脈流を断続する高周波スイッチ
ング回路と、該高周波スイッチング回路の入力に設けら
れた電力蓄積用コンデンサと、該電力蓄積用コンデンサ
を充電するための充電手段とを有するスイッチング式直
流電源装置において、前記第１のスイッチング素子のエ
ミッタに流れる電流を検出する電流検出回路と、該電流
検出回路の検出結果に応じて前記第１のスイッチング素
子に制御パルスを出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）回路
とを設け、更に前記第１のスイッチング素子とは極性の
異なる第２のスイッチング素子を設け、該第２のスイッ
チング素子のコレクタを前記電力蓄積用コンデンサと前
記充電手段との間に接続し且つ前記第２のスイッチング
素子のエミッタを前記１次側整流回路の−端子と前記第
１のスイッチング素子のエミッタとの間に接続し、定常
時には前記１次側整流回路からの充電を防止し、入力遮
断時には前記電力蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を
前記高周波スイッチング回路に供給することを特徴とす
るスイッチング式直流電源装置。3. A primary side rectifier circuit for rectifying a power supply voltage,
A high-frequency switching circuit that intermittently rectifies the pulsating current after rectification by a first switching element whose conduction angle is controlled by pulse width modulation (PWM), a power storage capacitor provided at the input of the high-frequency switching circuit, and the power storage In a switching type DC power supply device having a charging means for charging an operating capacitor, a current detection circuit for detecting a current flowing through an emitter of the first switching element, and the first detection circuit according to the detection result of the current detection circuit. A pulse width modulation (PWM) circuit for outputting a control pulse is provided to one switching element, a second switching element having a polarity different from that of the first switching element is further provided, and a collector of the second switching element is provided. It is connected between the power storage capacitor and the charging means and the emitter of the second switching element is connected. Note: Connected between the negative terminal of the primary side rectifier circuit and the emitter of the first switching element to prevent charging from the primary side rectifier circuit during steady state, and to store in the power storage capacitor during input cutoff. A switching type DC power supply device characterized in that the generated electric charge is supplied to the high frequency switching circuit.
前記ＰＷＭ回路に出力する電圧検出回路を設け、前記Ｐ
ＷＭ回路は、前記電圧検出回路の出力と前記電流検出回
路の出力とを比較して制御パルスを出力すると共に、前
記ＰＷＭ回路から出力される制御パルスを増幅し前記ス
イッチング素子を駆動するドライブ回路を設けたことを
特徴とする請求項３記載のスイッチング式直流電源装
置。4. A voltage detection circuit for detecting a primary side voltage and outputting the detection result to the PWM circuit is provided,
The WM circuit compares the output of the voltage detection circuit with the output of the current detection circuit to output a control pulse, and amplifies the control pulse output from the PWM circuit to drive the switching element. The switching DC power supply device according to claim 3, wherein the switching DC power supply device is provided.
１のスイッチング素子と同期パルスにより制御されるこ
とを特徴とする請求項３または４記載のスイッチング式
直流電源装置。5. The switching DC power supply device according to claim 3, wherein the second switching element is controlled by a synchronizing pulse with the first switching element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6861095A JPH08242578A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Switching system dc power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6861095A JPH08242578A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Switching system dc power supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08242578A true JPH08242578A (en) | 1996-09-17 |
Family
ID=13378717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6861095A Pending JPH08242578A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Switching system dc power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08242578A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007083649A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-07-26 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Power supply device |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP6861095A patent/JPH08242578A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007083649A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-07-26 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Power supply device |
| JP2007195276A (en) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Mitsumi Electric Co Ltd | Power unit |
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