JPH08275526A - Switching power supply - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To simplify the output-voltage control circuit of a self-exciting power supply by utilizing the characteristics of a saturable transformer. CONSTITUTION: The DC bias current corresponding to the detected value of an output voltage is made to flow through a primary winding 14a of a saturable transformer 14. The voltage of a positive feedback winding 11c of a main transformer 11 is applied on a secondary winding 14b through a resistor. A switching transistor 12 is driven by the voltage across the secondary winding 14b of this saturable transformer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源装置に
関し、詳しくは出力電圧の制御回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to an output voltage control circuit.

【０００２】[0002]

【従来の技術】自励式スイッチング電源装置の出力電圧
制御回路として従来は図２に示すようなフォトカプラー
２４とトランジスタ２１の組合せによる回路が用いられ
ていた。2. Description of the Related Art As an output voltage control circuit for a self-excited switching power supply device, a circuit including a combination of a photocoupler 24 and a transistor 21 as shown in FIG. 2 has been conventionally used.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】図２に示した回路では
フォトカプラー２４が充電部と非充電部の絶縁を確保し
て出力電圧検出値に応じた強さの光を発光及び受光する
働きをし、トランジスタ２１がフォトカプラー２４の信
号を増幅してスイッチングトランジスタ１２のベース電
流を制御し、また別に接続されているトランジスタ２０
がスイッチングトランジスタ１２に過電流が流れるのを
防いでいる。In the circuit shown in FIG. 2, the photocoupler 24 functions to secure the insulation between the charged portion and the non-charged portion and emit and receive the light having the intensity corresponding to the detected output voltage value. Then, the transistor 21 amplifies the signal of the photocoupler 24 to control the base current of the switching transistor 12, and the transistor 20 connected separately.
Prevents the overcurrent from flowing through the switching transistor 12.

【０００４】本発明は上記のフォトカプラーと２つのト
ランジスタを１つの部品で兼用させることにより回路を
簡素化してコストを下げることを主たる目的としてい
る。The main object of the present invention is to simplify the circuit and reduce the cost by using the above-mentioned photocoupler and two transistors as one component.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスイッチング電源装置は可飽和トランスの
１次巻線に出力電圧検出値に応じた電流を流して可飽和
コアの磁束密度を変化させ、スイッチングトランジスタ
のオン期間を制御している。In order to achieve the above object, the switching power supply device of the present invention changes the magnetic flux density of the saturable core by flowing a current according to the detected output voltage in the primary winding of the saturable transformer. It is changed to control the ON period of the switching transistor.

【０００６】[0006]

【作用】可飽和トランスの巻線は飽和前では大きなイン
ピーダンスを示し、飽和後は短絡に近い低いインピーダ
ンスを示す。飽和するまでの時間は可飽和コアが残留磁
束密度から飽和磁束密度に達するまでの時間であるが同
じコアに巻かれた別な巻線に直流バイアス電流を流して
おくことによって残留磁束密度を変えることができる。
そこで１次巻線と２次巻線を用意して１次巻線に出力電
圧検出値に応じた直流バイアス電流を流せば、２次巻線
に電圧を印加したときに飽和するまでの時間を制御する
ことができる。The coil of the saturable transformer has a large impedance before saturation and a low impedance close to a short circuit after saturation. The time until saturation is the time required for the saturable core to reach the saturation magnetic flux density from the residual magnetic flux density, but the residual magnetic flux density is changed by applying a DC bias current to another winding wound on the same core. be able to.
Therefore, if a primary winding and a secondary winding are prepared and a DC bias current according to the output voltage detection value is applied to the primary winding, the time until saturation is reached when a voltage is applied to the secondary winding. Can be controlled.

【０００７】可飽和トランスの２次巻線が高いインピー
ダンスを維持している間はメイントランスの正帰還巻線
からスイッチング素子の制御電極に加わる信号のレベル
は十分大きく、スイッチング素子はオン状態を保つ。２
次巻線が低いインピーダンスに変わると、スイッチング
素子はターン・オフする。While the secondary winding of the saturable transformer maintains a high impedance, the level of the signal applied from the positive feedback winding of the main transformer to the control electrode of the switching element is sufficiently high, and the switching element maintains the ON state. . Two
When the secondary winding changes to a low impedance, the switching element turns off.

【０００８】出力電圧が上昇すると、帰還制御回路によ
って可飽和トランスの１次巻線に流れる直流バイアス電
流が大きくなり、可飽和トランスのコアの残留磁束密度
と飽和磁束密度の差が縮まり、可飽和トランスの２次巻
線が高いインピーダンスを維持する時間が短くなり、ス
イッチング素子のオン期間は短くなって出力電圧は押し
下げられる。このようにして出力電圧は制御されてい
る。When the output voltage rises, the feedback control circuit increases the DC bias current flowing through the primary winding of the saturable transformer, and the difference between the residual magnetic flux density and the saturated magnetic flux density of the core of the saturable transformer is reduced, resulting in saturable. The time during which the secondary winding of the transformer maintains a high impedance is shortened, the ON period of the switching element is shortened, and the output voltage is pushed down. In this way, the output voltage is controlled.

【０００９】可飽和トランスの２次巻線には、オフ期間
に逆方向の電流が流れるのでスイッチングの各サイクル
毎にリセットされる。そのため可飽和トランスの１次巻
線に直流バイアス電流が流れないときの磁束密度の変化
は負側の飽和磁束密度−Ｂｍから正側の飽和磁束密度Ｂ
ｍまでとなり、その幅は２Ｂｍとなる。In the secondary winding of the saturable transformer, a reverse current flows during the off period, so that it is reset every switching cycle. Therefore, the change in the magnetic flux density when the DC bias current does not flow in the primary winding of the saturable transformer changes from the saturation magnetic flux density −Bm on the negative side to the saturation magnetic flux density B on the positive side.
Up to m, the width is 2Bm.

【００１０】出力が短絡に近い重負荷になっても上の磁
束密度の変化の幅によってオン期間が制限されるので、
過電流保護の働きを兼ねさせることができる。Even when the output becomes a heavy load close to a short circuit, the ON period is limited by the width of the change in the magnetic flux density.
It can also serve as overcurrent protection.

【００１１】また過電流保護が働いて出力電圧が下がる
と、メイントランスの正帰還巻線のオフ期間の電圧も下
がり、可飽和トランスが十分リセットされなくなってオ
ン期間は短くなり出力電流はフォールドバックする。When the output voltage drops due to overcurrent protection, the voltage in the off period of the positive feedback winding of the main transformer also drops, the saturable transformer is not sufficiently reset, the on period becomes short, and the output current folds back. To do.

【００１２】[0012]

【実施例】図１は本発明の実施例を示す回路図である。
従来の例を示す図２の回路と同一または同等な部分には
同一の符号を付している。1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
The same or equivalent parts as those of the circuit of FIG. 2 showing the conventional example are designated by the same reference numerals.

【００１３】この実施例はリンギングチョークコンバー
タに応用したもので可飽和トランス１４以外の部品は、
フォトカプラーとトランジスタを用いた従来のリンギン
グチョークコンバータの構成部品をそのまま使用でき
る。また、この実施例は可飽和トランス１４の２次巻線
１４ｂの電圧をスイッチングトランジスタ１２のベース
に正帰還する回路にコンデンサ１６を用いているが、代
わりにコンデンサと抵抗またはダイオードから構成され
た複合回路を用いることもできる。This embodiment is applied to a ringing choke converter. Parts other than the saturable transformer 14 are
The components of a conventional ringing choke converter using a photo coupler and a transistor can be used as they are. Further, in this embodiment, the capacitor 16 is used in the circuit for positively feeding back the voltage of the secondary winding 14b of the saturable transformer 14 to the base of the switching transistor 12. However, instead of this, a composite composed of a capacitor and a resistor or a diode is used. A circuit can also be used.

【００１４】また、この実施例では可飽和トランス１４
の１次巻線１４ａにダイオード１６ｄが直列に接続され
ているがこれは起動時に発振をスムーズにスタートさせ
るためのものである。Further, in this embodiment, the saturable transformer 14 is used.
A diode 16d is connected in series to the primary winding 14a of the above, which is for smoothly starting the oscillation at the time of startup.

【００１５】図１の回路に用いる可飽和トランスは外径
４ｍｍ内径２ｍｍ長さ６ｍｍのごく小さな可飽和コアに
銅線を巻いたもので良いことが実験で確認されている。It has been confirmed by experiments that the saturable transformer used in the circuit shown in FIG. 1 may be a very small saturable core having an outer diameter of 4 mm, an inner diameter of 2 mm and a length of 6 mm wound with a copper wire.

【００１６】可飽和トランスはスイッチング電源装置の
充電部と非充電部の絶縁を確保する部品でもあるが、上
記のサイズの可飽和コアに１次巻線として直径０．１４
ｍｍのウレタン銅線を、また２次巻線として三層絶縁銅
線を各々巻いて安全規格を満たす可飽和トランスを作る
ことができることも確認されている。The saturable transformer is also a component for ensuring the insulation between the charging part and the non-charging part of the switching power supply device, but the saturable core of the above size has a diameter of 0.14 as a primary winding.
It has also been confirmed that a saturable transformer satisfying safety standards can be made by winding a urethane copper wire of mm and a three-layer insulated copper wire as a secondary winding.

【００１７】図１の回路によるスイッチング電源の定電
圧制御は入力電圧の変化に対しても、また出力電流の変
化に対しても従来の方式による回路と変わりがない。The constant voltage control of the switching power supply by the circuit of FIG. 1 is the same as the circuit of the conventional system with respect to the change of the input voltage and the change of the output current.

【００１８】図１の回路は本発明の実施例としてリンギ
ングチョークコンバータに応用したものであるが、メイ
ントランスに正帰還巻線を有した自励式スイッチング電
源装置であれば、フォワードコンバータ等の他の方式に
も応用ができる。The circuit of FIG. 1 is applied to a ringing choke converter as an embodiment of the present invention. However, in the case of a self-excited switching power supply device having a positive feedback winding in a main transformer, other circuits such as a forward converter can be used. It can also be applied to the method.

【００１９】[0019]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、リンギ
ングチョークコンバータをはじめとする自励式スイッチ
ング電源装置の制御回路を簡素化することができる。ま
たコストを下げ、配線基板上のスペースを狭めることが
できる。As described above, according to the present invention, the control circuit of the self-excited switching power supply device including the ringing choke converter can be simplified. Further, the cost can be reduced and the space on the wiring board can be narrowed.

【００２０】スイッチング電源装置の中でリンギングチ
ョークコンバータがその簡素さによって最も広く用いら
れていることから考えても本発明の実用上の効果は大き
い。Considering that the ringing choke converter is the most widely used among switching power supply devices due to its simplicity, the practical effect of the present invention is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図２】従来の方式を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 直流電源 ２ 負荷 １１ メイントランス １２ スイッチングトランジスタ １３ 整流平滑回路 １４ 可飽和トランス １５ 抵抗 １６ 帰還制御回路 １７ コンデンサ １８ 抵抗 １９ 抵抗 ２０ トランジスタ ２１ トランジスタ ２２ ダイオード ２３ 抵抗 ２４ フォトカプラー １１ａ メイントランスの１次巻線 １１ｂ メイントランスの２次巻線 １１ｃ メイントランスの正帰還巻線 １４ａ 可飽和トランスの１次巻線 １４ｂ 可飽和トランスの２次巻線 １６ａ 抵抗 １６ｂ 抵抗 １６ｃ 電圧検出用ＩＣ １６ｄ ダイオード 1 DC power supply 2 Load 11 Main transformer 12 Switching transistor 13 Rectifying smoothing circuit 14 Saturable transformer 15 Resistor 16 Feedback control circuit 17 Capacitor 18 Resistor 19 Resistor 20 Transistor 21 Transistor 22 Diode 23 Resistor 24 Photocoupler 11a Primary winding of main transformer 11b Secondary winding of main transformer 11c Positive feedback winding of main transformer 14a Primary winding of saturable transformer 14b Secondary winding of saturable transformer 16a Resistance 16b Resistance 16c Voltage detection IC 16d Diode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 １次巻線と２次巻線と正帰還巻線を有す
るメイントランスと、前記メイントランスの１次巻線に
直列に接続された制御電極を有するスイッチング素子
と、前記メイントランスの２次巻線に接続された整流平
滑回路を備えた自励式スイッチング電源装置において、
１次巻線と２次巻線を有する可飽和トランスを、その２
次巻線の一方の端子を抵抗を介して前記メイントランス
の正帰還巻線の一方の端子に接続し、その２次巻線の他
方の端子を前記メイントランスの正帰還巻線の他方の端
子に接続し、その１次巻線を出力電圧検出値に応じた電
流を供給する帰還制御回路に接続し、かつ前記可飽和ト
ランスの２次巻線両端に生ずる電圧を前記スイッチング
素子の制御電極に正帰還する回路を接続したことを特徴
とするスイッチング電源装置。1. A main transformer having a primary winding, a secondary winding, and a positive feedback winding, a switching element having a control electrode connected in series to the primary winding of the main transformer, and the main transformer. In a self-excited switching power supply device having a rectifying and smoothing circuit connected to the secondary winding of
A saturable transformer having a primary winding and a secondary winding is
One terminal of the secondary winding is connected to one terminal of the positive feedback winding of the main transformer via a resistor, and the other terminal of the secondary winding is the other terminal of the positive feedback winding of the main transformer. Connected to a feedback control circuit that supplies a current according to the output voltage detection value, and the voltage generated across the secondary winding of the saturable transformer is applied to the control electrode of the switching element. A switching power supply device having a circuit for positive feedback connected thereto.