JP2002064981A - Switching power supply circuit - Google Patents

Switching power supply circuit

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JP2002064981A
JP2002064981A JP2000253011A JP2000253011A JP2002064981A JP 2002064981 A JP2002064981 A JP 2002064981A JP 2000253011 A JP2000253011 A JP 2000253011A JP 2000253011 A JP2000253011 A JP 2000253011A JP 2002064981 A JP2002064981 A JP 2002064981A
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Japan
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winding
voltage
switching
power supply
control
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JP2000253011A
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Japanese (ja)
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Masayuki Yasumura
昌之 安村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To save energy at the time of outputting a constant DC voltage from a switching power supply circuit to be adapted to a television receiver. SOLUTION: When it is required to obtain the DC output voltages E04 to E06 from an AC voltage generated in a secondary coil N5B provided at the secondary of an insulated converter transformer PIT, a control current into the control coils NC2 to NC4 of each universal control transformer PRT-2 to PRT-4 is controlled with control circuits 2 to 4 depending on the level change of the DC output voltages E04 to E06, and the inductance of coils NR2 to NR4 to be controlled is variably controlled. As a result, the DC output voltages E04 to E06 can made constant, and power loss generated by such conversion of the DC output voltages E04 to E06 to the constant voltages can be lowered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビジョ
ン受像機やプロジェクタ装置等の各種映像機器に適用し
て好適なスイッチング電源回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply circuit suitable for various video equipment such as a color television receiver and a projector.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビジョン受像機やプロジェクタ装置
等の映像機器においては、各種信号処理を行う信号系回
路ブロックとして、例えばアナログIC(Integrated C
ircuit)系の回路ブロックと、デジタルIC系の回路ブ
ロックが備えられているものがある。そして、このよう
なアナログIC系やデジタルIC系の回路ブロックを備
えた映像機器では、これらの回路ブロックに対して定電
圧化した動作電圧を供給するための定電圧電源が備えら
れている。
2. Description of the Related Art In a video apparatus such as a television receiver or a projector, for example, an analog IC (Integrated C
Some are provided with an ircuit-based circuit block and a digital IC-based circuit block. A video device provided with such an analog IC or digital IC circuit block is provided with a constant voltage power supply for supplying a constant operating voltage to these circuit blocks.

【0003】図8は、上記したような映像機器に備えら
れている従来の電源回路の一例として、例えば大型のカ
ラーテレビジョン受像機等に備えられているスイッチン
グ電源回路の構成を示した図である。この図8に示す電
源回路では、ブリッジ整流回路Di及び平滑コンデンサ
Ciによって、商用交流電源(交流入力電圧VAC)から
交流入力電圧VACの1倍のレベルに対応する整流平滑電
圧Eiを生成する。上記整流平滑電圧Ei(直流入力電
圧)を入力して断続するスイッチングコンバータとして
は、1石のスイッチング素子Q1を備えて、いわゆるシ
ングルエンド方式によるスイッチング動作を行う自励式
の電圧共振形コンバータが備えられている。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a switching power supply circuit provided in, for example, a large color television receiver as an example of a conventional power supply circuit provided in the above-described video equipment. is there. In the power supply circuit shown in FIG. 8, a rectified smoothed voltage Ei corresponding to a level that is one-time the AC input voltage VAC is generated from a commercial AC power supply (AC input voltage VAC) by a bridge rectifier circuit Di and a smoothing capacitor Ci. As the switching converter which receives and switches the rectified smoothed voltage Ei (DC input voltage), there is provided a self-excited type voltage resonance type converter having a single switching element Q1 and performing a so-called single-end switching operation. ing.

【0004】スイッチング素子Q1は、駆動巻線NB、共
振コンデンサCB、ベース電流制限抵抗RBの直列接続回
路よりなる自励発振駆動回路によって駆動され、そのス
イッチング周波数は、駆動巻線NB及び共振コンデンサ
CBから成る共振回路の共振周波数によって決定され
る。なお、起動抵抗RSは、商用交流電源投入時におい
て、整流平滑ラインに得られる起動電流をスイッチング
素子Q1に対して供給するために設けられる。
The switching element Q1 is driven by a self-excited oscillation drive circuit comprising a series connection circuit of a drive winding NB, a resonance capacitor CB, and a base current limiting resistor RB, and its switching frequency is determined by the drive winding NB and the resonance capacitor CB. Is determined by the resonance frequency of the resonance circuit composed of The startup resistor RS is provided for supplying a startup current obtained on the rectifying / smoothing line to the switching element Q1 when the commercial AC power is turned on.

【0005】スイッチング素子Q1に対しては、図示す
るように、クランプダイオードDD1及び一次側並列共振
コンデンサCrが接続され、この一次側並列共振コンデ
ンサCr自身のキャパシタンスと、絶縁コンバータトラ
ンスPITの一次巻線N1側のリーケージインダクタン
スL1とにより電圧共振形コンバータの一次側並列共振
回路を形成する。
As shown, a clamp diode DD1 and a primary-side parallel resonance capacitor Cr are connected to the switching element Q1, and the capacitance of the primary-side parallel resonance capacitor Cr itself and the primary winding of the insulating converter transformer PIT are connected. The primary side parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter is formed by the leakage inductance L1 on the N1 side.

【0006】直交形制御トランスPRT−1は、共振電
流検出巻線ND、駆動巻線NB、及び制御巻線NC1が巻装
された可飽和リアクトルとされる。この直交形制御トラ
ンスPRT−1は、スイッチング素子Q1を駆動すると
共に、定電圧制御のために設けられる。
[0006] The orthogonal control transformer PRT-1 is a saturable reactor in which a resonance current detection winding ND, a drive winding NB, and a control winding NC1 are wound. The orthogonal control transformer PRT-1 is provided for driving the switching element Q1 and for controlling the constant voltage.

【0007】絶縁コンバータトランス(Power Isolation
Transformer)PITは、スイッチング素子Q1のスイッ
チング出力を二次側に伝送する。ここでの詳しい説明は
省略するが、絶縁コンバータトランスPITには、コア
に対してギャップが形成されていることで、疎結合の状
態が得られるようになっている。
[0007] Insulation converter transformer (Power Isolation
Transformer) PIT transmits the switching output of switching element Q1 to the secondary side. Although a detailed description is omitted here, a loose coupling state can be obtained by forming a gap with respect to the core in the insulating converter transformer PIT.

【0008】絶縁コンバータトランスPITの二次側に
は、図示するように、二次巻線N2,N3,N4,N5を巻
き上げるようにして二次側巻線が形成されている。この
場合、図示するように、二次巻線N4,N5の接続部が二
次側アースに対して接続され、この二次側アースと二次
巻線N2の巻終端部との間に二次側並列共振コンデンサ
C2が並列に接続されている。
As shown, a secondary winding is formed on the secondary side of the insulating converter transformer PIT so as to wind up the secondary windings N2, N3, N4 and N5. In this case, as shown in the figure, the connection between the secondary windings N4 and N5 is connected to the secondary ground, and the secondary winding is connected between the secondary ground and the winding end of the secondary winding N2. The side parallel resonance capacitor C2 is connected in parallel.

【0009】即ち、図8に示す電源回路においては、絶
縁コンバータトランスPITの一次側にはスイッチング
動作を電圧共振形とするための並列共振回路が備えら
れ、二次側には電圧共振動作を得るための電圧共振回路
が備えられる。なお、本明細書では、このように一次側
及び二次側に対して共振回路が備えられて動作する構成
のスイッチングコンバータについては、「複合共振形ス
イッチングコンバータ」ともいうことにする。
That is, in the power supply circuit shown in FIG. 8, the primary side of the insulated converter transformer PIT is provided with a parallel resonance circuit for performing a voltage resonance type switching operation, and the secondary side obtains a voltage resonance operation. Voltage resonance circuit is provided. In the present specification, such a switching converter configured to operate with a resonance circuit provided on the primary side and the secondary side is also referred to as a “composite resonance type switching converter”.

【0010】そして、この二次側並列共振コンデンサC
2が並列に接続されている二次巻線(N2+N3+N4)に
対して、整流ダイオードDO1と平滑コンデンサCO1から
成る半波整流平滑回路が設けられ、この半波整流平滑回
路からテレビジョン受像機の水平偏向用の直流出力電圧
EO1(135V)を得るようにしている。
The secondary side parallel resonance capacitor C
A half-wave rectifying / smoothing circuit comprising a rectifier diode DO1 and a smoothing capacitor CO1 is provided for a secondary winding (N2 + N3 + N4) connected in parallel to the secondary winding 2 and the horizontal winding of the television receiver. A DC output voltage EO1 (135 V) for deflection is obtained.

【0011】また、二次巻線N3,N4から成る二次巻線
(N3+N4)に対しては、整流ダイオードDO2と平滑コ
ンデンサCO2から成る半波整流平滑回路が設けられ、こ
の半波整流平滑回路から垂直偏向用の直流出力電圧EO2
(15V)を得ると共に、二次巻線N5に対しては、整
流ダイオードDO3と平滑コンデンサCO3とが図示するよ
うに接続され、この整流ダイオードDO3と平滑コンデン
サCO3から成る半波整流平滑回路から、同じく垂直偏向
用の直流出力電圧EO3(−15V)を得るようにしてい
る。
A half-wave rectifying / smoothing circuit comprising a rectifier diode DO2 and a smoothing capacitor CO2 is provided for the secondary winding (N3 + N4) comprising the secondary windings N3 and N4. From the DC output voltage EO2 for vertical deflection
(15 V), and a rectifier diode DO3 and a smoothing capacitor CO3 are connected to the secondary winding N5 as shown in the figure, and a half-wave rectifying and smoothing circuit composed of the rectifier diode DO3 and the smoothing capacitor CO3 Similarly, a DC output voltage EO3 (-15 V) for vertical deflection is obtained.

【0012】つまり、絶縁コンバータトランスPITの
二次側においては、二次巻線(N3+N4)、及び二次巻
線N5に誘起される誘起電圧から垂直偏向用の直流出力
電圧EO2,E03(±15V)を得るようにしている。従
って、二次巻線(N2+N3)の巻線数と、二次巻線N5
の巻線数は同一とされる。
That is, on the secondary side of the insulating converter transformer PIT, the DC output voltages EO2, E03 (± 15 V) for vertical deflection are derived from the induced voltage induced in the secondary winding (N3 + N4) and the secondary winding N5. ). Therefore, the number of secondary windings (N2 + N3) and the number of secondary windings N5
Have the same number of turns.

【0013】この場合、二次側直流出力電圧EO1は、制
御回路1に対しても分岐して入力される。制御回路1で
は、直流出力電圧EO2を動作電圧として、直流出力電圧
EO1のレベル変化に応じて、制御巻線NC1に流す制御電
流(直流電流)レベルを可変することで、直交形制御ト
ランスPRT−1に巻装された駆動巻線NBのインダク
タンスLBを可変制御する。これにより、駆動巻線NBの
インダクタンスLBを含んで形成される自励発振駆動回
路の共振回路の共振条件が変化する。これは、スイッチ
ング素子Q1のスイッチング周波数を可変する動作とな
り、この動作によって二次側から出力される直流出力電
圧の定電圧化を図るようにしている。また、このような
直交形制御トランスPRT−1を備えた定電圧制御の構
成にあっても、一次側のスイッチングコンバータが電圧
共振形とされていることで、スイッチング周波数の可変
制御と同時にスイッチング周期におけるスイッチング素
子Q1の導通角制御(PWM制御)を行っているものと
見ることが出来る。そして、この複合的な制御動作を1
組の制御回路系によって実現している。なお、本明細書
では、このような複合的な制御を「複合制御方式」とも
いう。
In this case, the secondary side DC output voltage EO1 is also branched and input to the control circuit 1. The control circuit 1 uses the DC output voltage EO2 as the operating voltage and varies the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC1 in accordance with the level change of the DC output voltage EO1, so that the orthogonal control transformer PRT- The control unit variably controls the inductance LB of the driving winding NB wound around the drive coil NB. Thereby, the resonance condition of the resonance circuit of the self-excited oscillation drive circuit formed including the inductance LB of the drive winding NB changes. This is an operation of varying the switching frequency of the switching element Q1, and this operation is intended to make the DC output voltage output from the secondary side constant. In addition, even in such a configuration of the constant voltage control having the orthogonal control transformer PRT-1, since the primary side switching converter is of the voltage resonance type, the switching frequency can be controlled simultaneously with the switching frequency. It can be seen that the control of the conduction angle (PWM control) of the switching element Q1 is performed. Then, this composite control operation is
This is realized by a set of control circuit systems. In the present specification, such complex control is also referred to as “complex control method”.

【0014】さらに、この図8に示す電源回路では、二
次巻線(N3+N4)の出力からアナログIC系の回路ブ
ロックに対して供給する直流出力電圧EO4(9V)を得
ると共に、二次巻線N4の出力からデジタルIC系の回
路ブロックに対して供給する直流出力電圧EO5(5V)
を得るようにしている。
Further, in the power supply circuit shown in FIG. 8, a DC output voltage EO4 (9V) to be supplied to an analog IC circuit block is obtained from the output of the secondary winding (N3 + N4), and the secondary winding is obtained. DC output voltage EO5 (5V) supplied to the digital IC circuit block from the output of N4
I'm trying to get

【0015】この場合、二次巻線(N3+N4)の出力
は、電力損失を低減するためにインダクタL21(4.7
μH)を介して整流ダイオードDO4と平滑コンデンサC
O4から成る半波整流平滑回路に入力され、この半波整流
平滑回路において、一旦、直流出力電圧EO7(11V)
に変換するようにされる。そして、この直流出力電圧E
O7からアナログIC系の回路ブロックに対して出力する
直流出力電圧EO4(9V)を得るようにしている。ま
た、二次巻線N4の出力は、整流ダイオードDO5と平滑
コンデンサCO5から成る半波整流平滑回路に入力され、
この半波整流平滑回路において直流出力電圧EO8(6.
5V)に変換した後、この直流出力電圧EO8からデジタ
ルIC系の回路ブロックに対して出力する直流出力電圧
EO5(5V),EO6(3.3V)を得るようにしてい
る。
In this case, the output of the secondary winding (N3 + N4) is connected to the inductor L21 (4.7) in order to reduce power loss.
rectifier diode DO4 and smoothing capacitor C
The half-wave rectifying / smoothing circuit composed of O4 receives the DC output voltage EO7 (11V) once.
To be converted to And, this DC output voltage E
A DC output voltage EO4 (9 V) to be output to the analog IC circuit block is obtained from O7. The output of the secondary winding N4 is input to a half-wave rectifying / smoothing circuit including a rectifier diode D05 and a smoothing capacitor C05.
In this half-wave rectifying and smoothing circuit, the DC output voltage EO8 (6.
After conversion to 5 V), DC output voltages EO5 (5V) and EO6 (3.3V) to be output to the circuit blocks of the digital IC system are obtained from the DC output voltage EO8.

【0016】ところで、アナログIC系及びデジタルI
C系の各回路ブロックに対して供給する直流出力電圧E
O4〜EO6は、その電圧変動が±2%以内となるように定
電圧化する必要がある。しかしながら、図8に示すよう
な複合制御方式のスイッチング電源回路にあっても、二
次側負荷電力Poの変動に伴って、二次側から出力され
る直流出力電圧レベルが僅かながら変動するものとな
る。例えば図10に示すように、二次側負荷電力Poが
軽負荷になると、直流出力電圧EO2(15V),EO8
(6.5V)の電圧レベルが僅かながら低下するものと
される。
By the way, the analog IC system and the digital I
DC output voltage E supplied to each circuit block of C system
O4 to EO6 need to be set to a constant voltage so that the voltage fluctuation is within ± 2%. However, even in the combined control type switching power supply circuit as shown in FIG. 8, the DC output voltage level output from the secondary side slightly varies with the variation of the secondary side load power Po. Become. For example, as shown in FIG. 10, when the secondary-side load power Po becomes a light load, the DC output voltages EO2 (15V) and EO8
The voltage level of (6.5 V) slightly decreases.

【0017】このため、図8に示す電源回路において
は、直流出力電圧EO7(11V)から、その電圧変動が
±2%以内に定電圧化された直流出力電圧EO4(9V)
を得るための定電圧化回路が設けられていると共に、直
流出力電圧EO8(6.5V)から同じく電圧変動を±2
%以内に定電圧化された直流出力電圧EO5(5V),E
O6(3.3V)を得るための定電圧化回路がそれぞれ設
けられている。
For this reason, in the power supply circuit shown in FIG. 8, the DC output voltage EO4 (9V) whose voltage fluctuation is constant within ± 2% from the DC output voltage EO7 (11V).
And a constant voltage circuit for obtaining a voltage variation of ± 2 from the DC output voltage EO8 (6.5 V).
% DC output voltage EO5 (5V), E
Each of the voltage regulating circuits for obtaining O6 (3.3 V) is provided.

【0018】定電圧化回路は、例えばその出力電流が2
A以下とされる時は3端子シリーズレギュレータICを
用いて構成し、その出力電流が2A以上とされる時はチ
ョッパーレギュレータICを用いた降圧形コンバータに
よって構成するようにされる。
The constant voltage circuit has, for example, an output current of 2
When the output current is set to A or less, a three-terminal series regulator IC is used, and when the output current is set to 2 A or more, a step-down converter using a chopper regulator IC is used.

【0019】図8に示す電源回路の場合、直流出力電圧
EO4の最大定格は9V/1.5Aであり、その出力電流
は2A以下とされることから、直流出力電圧EO4を得る
ための定電圧化回路は、3端子シリーズレギュレータI
C−1と平滑コンデンサCO41により構成して、±2%
以内に定電圧化した直流出力電圧EO4(9V±0.18
V)を得るようにしている。
In the case of the power supply circuit shown in FIG. 8, the maximum rating of the DC output voltage EO4 is 9 V / 1.5 A, and the output current is 2 A or less. Circuit is a 3-terminal series regulator I
± 2% composed of C-1 and smoothing capacitor CO41
DC output voltage EO4 (9V ± 0.18
V).

【0020】また、直流出力電圧EO5の最大定格は5V
/1.5Aであり、その出力電流は2A以下とされるこ
とから、この場合も3端子シリーズレギュレータIC−
2と平滑コンデンサCO51とから成る定電圧回路によっ
て、±2%以内に定電圧化した直流出力電圧EO5(5V
±0.1V)を得るようにしている。
The maximum rating of the DC output voltage EO5 is 5 V
/1.5 A, and the output current is 2 A or less.
The DC output voltage EO5 (5 V
± 0.1 V).

【0021】これに対して、直流出力電圧EO6の最大定
格は3.3V/3Aであり、その出力電流は2A以上と
されることから、この場合の直流出力電圧EO8は、フェ
ライトビーズインダクタFBを介してPWM(Pulse Wi
dth Modulation)制御方式の降圧形のチョッパー回路に
よって構成されるDC−DCコンバータ11によって、
その電圧変動が±2%以内に定電圧化した直流出力電圧
EO6(3.3V±0.07V)を得るようにしている。
On the other hand, the maximum rating of the DC output voltage EO6 is 3.3 V / 3 A, and the output current is 2 A or more. Therefore, in this case, the DC output voltage EO8 is determined by the ferrite bead inductor FB. Via PWM (Pulse Wi
dth Modulation) The DC-DC converter 11 constituted by a step-down chopper circuit of a control method
A DC output voltage EO6 (3.3 V ± 0.07 V) is obtained in which the voltage fluctuation is constant within ± 2%.

【0022】DC−DCコンバータ11は、チョッパー
レギュレータIC−3、フライホイールダイオードD1
1、及びインダクタL22(20μH)によって構成さ
れ、インダクタL22を介して出力される出力電圧をチョ
ッパーレギュレータICにフィードバックすることで、
そのスイッチング動作を制御して出力電圧レベルの定電
圧化を図るようにしている。
The DC-DC converter 11 includes a chopper regulator IC-3, a flywheel diode D1
1 and an inductor L22 (20 μH), and the output voltage output via the inductor L22 is fed back to the chopper regulator IC,
The switching operation is controlled to make the output voltage level constant.

【0023】但し、このようなDC−DCコンバータ1
1は、そのスイッチング動作が矩形波形となるため、ス
イッチング動作に伴って発生するノイズレベルが高くな
る。このため、チョッパーレギュレータIC−3の前段
にフェライトビーズインダクタFBを設けると共に、そ
の後段にセラミックコンデンサCnを設け、発生するス
イッチングノイズを抑制するようにしている。また、D
C−DCコンバータ11の直流出力電圧には、高調波の
リップル電圧成分が含まれるため、その出力電圧ライン
には、電界コンデンサCO61,CO62とインダクタL23
(3.3μH)とから成るπ形フィルタ回路12を設
け、高周波のリップル電圧成分を除去するようにしてい
る。
However, such a DC-DC converter 1
In No. 1, since the switching operation has a rectangular waveform, the noise level generated by the switching operation increases. For this reason, a ferrite bead inductor FB is provided in the preceding stage of the chopper regulator IC-3, and a ceramic capacitor Cn is provided in the subsequent stage to suppress the generated switching noise. Also, D
Since the DC output voltage of the C-DC converter 11 includes a harmonic ripple voltage component, the output voltage line includes an electric field capacitor CO61, CO62 and an inductor L23.
(3.3 μH) is provided to remove high frequency ripple voltage components.

【0024】上記図8に示した電源回路の動作波形を図
9に示す。この図9(a)〜(f)には、直流出力電圧
EO4〜EO6の電圧変動を±2%以内となるように定電圧
化したうえで、直流出力電圧EO1〜EO6の総負荷電力が
200Wとされる条件での動作波形が示され、図9
(g)〜(l)には、直流出力電圧EO1〜EO6の総負荷
電力が100Wとされる条件での動作波形が示されてい
る。
FIG. 9 shows operation waveforms of the power supply circuit shown in FIG. FIGS. 9A to 9F show that the total load power of the DC output voltages EO1 to EO6 is 200 W after making the voltage fluctuations of the DC output voltages EO4 to EO6 constant within ± 2%. FIG. 9 shows operation waveforms under the conditions shown in FIG.
(G) to (l) show operation waveforms under the condition that the total load power of the DC output voltages EO1 to EO6 is 100 W.

【0025】総負荷電力が200Wとされる時は、スイ
ッチング素子Q1のスイッチング周波数が、例えば7
1.4kHzとなるように制御され、スイッチング素子
Q1のオン/オフ期間TON/TOFFは10μs/4μsと
なる。そして、スイッチング素子Q1のオン/オフ動作
によって、一次側並列共振コンデンサCrの両端に発生
する共振電圧V1は、図9(a)のように示され、スイ
ッチング素子Q1がオフとなる期間TOFFでは正弦波状の
パルス波形が得られる。またこの時、スイッチング素子
Q1には、図9(b)に示すようなコレクタ電流ICPが
流れる。
When the total load power is 200 W, the switching frequency of the switching element Q1 is, for example, 7
It is controlled to be 1.4 kHz, and the ON / OFF period TON / TOFF of the switching element Q1 is 10 μs / 4 μs. The resonance voltage V1 generated at both ends of the primary side parallel resonance capacitor Cr by the on / off operation of the switching element Q1 is shown in FIG. 9A, and is a sine during the period TOFF when the switching element Q1 is off. A wavy pulse waveform is obtained. At this time, a collector current ICP as shown in FIG. 9B flows through the switching element Q1.

【0026】また、スイッチング素子Q1のターンオン
時は、クランプダイオードDD1、スイッチング素子Q1
のベース−コレクタを介してダンパー電流(負方向)が
流れ、このダンパー電流が流れるダンパー電流期間
(0.5μs)が、ZVS(ZeroVolt Switching)領域と
なり、このZVS領域内においてスイッチング素子Q1
がターンオンすることになる。
When the switching element Q1 is turned on, the clamp diode DD1 and the switching element Q1 are turned on.
A damper current (negative direction) flows through the base-collector, and a damper current period (0.5 .mu.s) in which the damper current flows becomes a ZVS (Zero Volt Switching) region, and the switching element Q1 in the ZVS region.
Will be turned on.

【0027】このようなスイッチング動作によって、絶
縁コンバータトランスPITの二次側に設けられている
二次側並列共振コンデンサC2の両端に発生する電圧V2
は、図9(c)に示すような共振波形となる。また、二
次巻線(N3+N4)の両端に発生する電圧V3は、図9
(d)に示すような共振波形となり、二次巻線(N3+
N4)からは、図9(e)に示すような出力電流I3が流
れる。また、二次巻線N5の両端に発生する電圧V5は、
図9(f)に示すような共振波形となる。
By such a switching operation, the voltage V2 generated at both ends of the secondary parallel resonance capacitor C2 provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT.
Has a resonance waveform as shown in FIG. The voltage V3 generated at both ends of the secondary winding (N3 + N4) is shown in FIG.
The resonance waveform shown in (d) is obtained, and the secondary winding (N3 +
N4), an output current I3 flows as shown in FIG. The voltage V5 generated at both ends of the secondary winding N5 is
A resonance waveform as shown in FIG.

【0028】一方、総負荷電力が100Wとされる時
は、スイッチング素子Q1のスイッチング周波数が、例
えば100kHzとなるように制御され、スイッチング
素子Q1のオン/オフ期間TON/TOFFは6μs/4μs
となる。この場合、一次側並列共振コンデンサCrの両
端には、図9(g)に示すような共振電圧V1が発生
し、スイッチング素子Q1には、図9(h)に示すよう
なコレクタ電流ICPが流れる。
On the other hand, when the total load power is 100 W, the switching frequency of the switching element Q1 is controlled to, for example, 100 kHz, and the ON / OFF period TON / TOFF of the switching element Q1 is 6 μs / 4 μs.
Becomes In this case, a resonance voltage V1 as shown in FIG. 9G is generated at both ends of the primary side parallel resonance capacitor Cr, and a collector current ICP as shown in FIG. 9H flows through the switching element Q1. .

【0029】この場合も、スイッチング素子Q1のスイ
ッチング動作によって二次側並列共振コンデンサC2の
両端に発生する電圧V2は、図9(i)に示すような共
振波形になると共に、二次巻線(N3+N4)の両端に発
生する電圧V3は、図9(j)に示すような共振波形と
なり、二次巻線N3の巻終端部からは、図9(e)に示
すような電流I3が流れる。また、二次巻線N5の両端に
発生する電圧V5は、図9(l)に示すような共振波形
となる。
Also in this case, the voltage V2 generated across the secondary side parallel resonance capacitor C2 by the switching operation of the switching element Q1 has a resonance waveform as shown in FIG. N3 + N4) has a resonance waveform as shown in FIG. 9 (j), and a current I3 as shown in FIG. 9 (e) flows from the winding end of the secondary winding N3. The voltage V5 generated at both ends of the secondary winding N5 has a resonance waveform as shown in FIG.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図8に示し
た電源回路では、その電圧変動が±2%以内に定電圧化
した直流出力電圧EO4〜EO6を得るための定電圧化回路
として、3端子シリーズレギュレータIC−1,IC−
2、及びチョッパーレギュレータIC−3を備えて構成
されるDC−DCコンバータを設けるようにしているた
め、これらレギュレータIC−1,IC−3、及びDC
−DCコンバータ11において電力損失が発生する。
By the way, in the power supply circuit shown in FIG. 8, a voltage regulation circuit for obtaining a DC output voltage EO4 to EO6 whose voltage variation is regulated within ± 2% is used. Terminal series regulator IC-1, IC-
2, and a DC-DC converter including a chopper regulator IC-3, so that these regulators IC-1, IC-3, and DC
-Power loss occurs in the DC converter 11.

【0031】例えば、直流出力電圧EO4を得るための3
端子シリーズレギュレータIC−1では、約3Wの電力
損失が発生すると共に、直流出力電圧EO5を得るための
3端子シリーズレギュレータIC−2では、約2.3W
の電力損失が発生する。また、直流出力電圧EO6を得る
ためのDC−DCコンバータ11は、そのDC−DC電
力変換効率が約90%とされることから、約1.2Wの
電力損失が発生する。従って、図8に示した電源回路に
おいて直流出力電圧EO4〜EO6を得る際には、全体で約
6.5Wの電力損失が発生することになる。
For example, to obtain the DC output voltage EO4,
In the terminal series regulator IC-1, about 3 W of power loss occurs, and in the three-terminal series regulator IC-2 for obtaining the DC output voltage EO5, about 2.3 W
Power loss occurs. Further, the DC-DC converter 11 for obtaining the DC output voltage EO6 has a DC-DC power conversion efficiency of about 90%, so that a power loss of about 1.2 W occurs. Therefore, when obtaining the DC output voltages EO4 to EO6 in the power supply circuit shown in FIG. 8, a power loss of about 6.5 W occurs in total.

【0032】また、3端子シリーズレギュレータIC−
1,IC−2には、放熱板を取り付ける必要があると共
に、DC−DCコンバータ11には、スイッチング動作
によって発生するスイッチングノイズを抑制するための
対策部品として、フェライトビーズインダクタFBや、
セラミックコンデンサCnを設ける必要があるため、部
品点数の増加に伴って、部品コストが増加するという欠
点もあった。
Also, a three-terminal series regulator IC-
1, it is necessary to attach a heat sink to the IC-2, and the DC-DC converter 11 includes a ferrite bead inductor FB, as a countermeasure component for suppressing the switching noise generated by the switching operation,
Since it is necessary to provide the ceramic capacitor Cn, there is also a disadvantage that the cost of parts increases as the number of parts increases.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明のスイッ
チング電源回路は、上記した課題を考慮して以下のよう
に構成する。即ち、入力された直流入力電圧を断続して
出力するためのスイッチング素子を備えて形成されるス
イッチング手段と、スイッチング手段の動作を電圧共振
形とする一次側並列共振回路が形成されるようにして備
えられる一次側並列共振コンデンサと、一次側の出力を
二次側に伝送するために設けられ、一次側には一次側巻
線が巻回され、二次側には、少なくとも第1の二次巻線
の部分と、この第1の二次側巻線に対して巻き上げるよ
うに形成した第2の二次巻線の部分とを有する二次側巻
線が巻回されると共に、一次側巻線と二次側巻線とにつ
いては疎結合とされる所要の結合度が得られるようにさ
れた絶縁コンバータトランスと、二次側巻線に対して二
次側並列共振コンデンサを並列に接続することで形成さ
れる二次側並列共振回路と、二次側並列共振回路を含ん
で形成され、二次側巻線から得られる交番電圧について
半波整流動作を行うことで、直流出力電圧を得るように
構成された第1の直流出力電圧生成手段と、直流出力電
圧レベルに応じて、スイッチング素子のスイッチング周
波数を可変制御すると共に、スイッチング周期内のオフ
期間を一定としたうえで、オン期間を可変するようにし
てスイッチング素子をスイッチング駆動することで、定
電圧制御を行うようにされる第1の定電圧制御手段とを
備える。そして、第2の二次巻線から得られる交番電圧
について、それぞれ半波整流動作を行う半波整流回路が
設けられ、第2、第3、第4の直流出力電圧を得るよう
に構成された第2の直流出力電圧生成手段と、第2の二
次巻線と、第2、第3、第4の直流出力電圧を得るため
にそれぞれ設けられた半波整流回路との間に挿入される
被制御巻線と、これら被制御巻線のインダクタンスをそ
れぞれ制御する制御巻線とから成る制御トランスを有
し、第2、第3、第4の直流出力電圧レベルに応じて、
被制御巻線のインダクタンスをそれぞれ可変制御するこ
とで、第2、第3、第4の直流出力電圧の定電圧制御を
行うようにされる第2の定電圧制御手段とを備えるよう
にした。
Therefore, a switching power supply circuit according to the present invention is configured as follows in consideration of the above-mentioned problems. That is, a switching unit formed with a switching element for intermittently outputting the input DC input voltage, and a primary-side parallel resonance circuit that makes the operation of the switching unit a voltage resonance type are formed. A primary side parallel resonance capacitor is provided, and is provided for transmitting an output of the primary side to the secondary side. A primary side winding is wound on the primary side, and at least a first secondary side is wound on the secondary side. A secondary winding having a winding portion and a second secondary winding portion formed so as to wind up with respect to the first secondary winding is wound, and the primary winding is wound. An insulated converter transformer that provides the required degree of coupling, which is loosely coupled between the wire and the secondary winding, and a secondary parallel resonance capacitor connected in parallel to the secondary winding Secondary resonance circuit formed by the A first DC output voltage generating means formed including a side parallel resonance circuit and configured to obtain a DC output voltage by performing a half-wave rectification operation on an alternating voltage obtained from a secondary winding; In accordance with the DC output voltage level, the switching frequency of the switching element is variably controlled, and the OFF period in the switching cycle is fixed, and the ON time is varied to drive the switching element. A first constant voltage control unit configured to perform voltage control. Then, a half-wave rectifier circuit that performs a half-wave rectification operation on each of the alternating voltages obtained from the second secondary winding is provided, and is configured to obtain second, third, and fourth DC output voltages. It is inserted between the second DC output voltage generating means, the second secondary winding, and the half-wave rectifier circuits provided for obtaining the second, third, and fourth DC output voltages, respectively. A control winding comprising controlled windings and control windings for controlling the inductances of the controlled windings, respectively, according to second, third and fourth DC output voltage levels;
There is provided a second constant voltage control means for performing the constant voltage control of the second, third, and fourth DC output voltages by variably controlling the inductance of the controlled winding.

【0034】即ち、本発明は、絶縁コンバータトランス
の第2の二次巻線に発生する交番電圧から第2〜第4の
直流出力電圧を得る際には、制御トランスによって構成
される第2の定電圧制御手段により、第2〜第4の直流
出力電圧の定電圧化を図ることで、スイッチング電源回
路における電力損失を低減するようにした。
That is, according to the present invention, when obtaining the second to fourth DC output voltages from the alternating voltage generated in the second secondary winding of the insulated converter transformer, the second transformer constituted by the control transformer is used. The constant voltage control means makes the second to fourth DC output voltages constant, thereby reducing power loss in the switching power supply circuit.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】図1の回路図は、本発明の実施の
形態としてのスイッチング電源回路の構成を示した図で
ある。この図に示す電源回路は、一次側に電圧共振形コ
ンバータを備えると共に、二次側に並列共振回路を備え
る複合共振形スイッチングコンバータとしての構成を採
る。図1に示す電源回路には、例えばこの図には示して
いない商用交流電源からブリッジ整流回路を介して入力
される入力電圧を、平滑コンデンサCiによって平滑し
た直流入力電圧Eiが入力される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention. The power supply circuit shown in this figure has a configuration as a complex resonance type switching converter including a voltage resonance type converter on the primary side and a parallel resonance circuit on the secondary side. A DC input voltage Ei obtained by smoothing an input voltage input from a commercial AC power supply (not shown) through a bridge rectifier circuit by a smoothing capacitor Ci is input to the power supply circuit illustrated in FIG.

【0036】上記直流入力電圧Eiを入力して断続する
スイッチングコンバータは、一石のスイッチング素子Q
1を備えて、いわゆるシングルエンド方式で自励式によ
りスイッチング動作を行う電圧共振形コンバータを備え
て構成される。この場合、スイッチング素子Q1には、
高耐圧のバイポーラトランジスタ(BJT;接合型トラ
ンジスタ)が用いられる。
The switching converter which inputs and outputs the DC input voltage Ei is a single switching element Q
1 and a voltage resonance type converter that performs a switching operation in a so-called single-ended manner by a self-excited system. In this case, the switching element Q1
A high breakdown voltage bipolar transistor (BJT; junction transistor) is used.

【0037】スイッチング素子Q1のベースは、ベース
電流制限抵抗RB、起動抵抗RSを介して平滑コンデンサ
Ciの正極側と接続され、そのエミッタは一次側アース
に接地される。スイッチング素子Q1のベースと一次側
アースとの間には、駆動巻線NB、共振コンデンサCB、
ベース電流制限抵抗RBの直列接続回路よりなる自励発
振駆動用の直列共振回路が接続される。また、スイッチ
ング素子Q1のベースと平滑コンデンサCiの負極(1
次側アース)間に挿入されるクランプダイオードDD1に
よって、スイッチング素子Q1のオフ時に流れるクラン
プ電流の経路を形成するようにされる。スイッチング素
子Q1のコレクタは、絶縁コンバータトランスPITの
一次側に形成されている一次側巻線N1の一端に接続さ
れ、そのエミッタは接地される。
The base of the switching element Q1 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor Ci via the base current limiting resistor RB and the starting resistor RS, and the emitter is grounded to the primary side ground. Between the base of the switching element Q1 and the primary side ground, a driving winding NB, a resonance capacitor CB,
A series resonant circuit for driving self-excited oscillation, which is composed of a series connection circuit of base current limiting resistors RB, is connected. Further, the base of the switching element Q1 and the negative electrode (1
The clamp diode DD1 inserted between the secondary side ground) forms a path for a clamp current flowing when the switching element Q1 is turned off. The collector of the switching element Q1 is connected to one end of a primary winding N1 formed on the primary side of the insulating converter transformer PIT, and the emitter is grounded.

【0038】上記スイッチング素子Q1のコレクタ−エ
ミッタ間に対しては、一次側並列共振コンデンサCrが
並列に接続されている。この一次側並列共振コンデンサ
Crは、自身のキャパシタンスと、一次側巻線N1側の
リーケージインダクタンスL1とにより電圧共振形コン
バータの一次側並列共振回路を形成する。そして、ここ
では詳しい説明を省略するが、スイッチング素子Q1の
オフ時には、この一次側並列共振回路の作用によって、
一次側共振コンデンサCrの両端に発生する両端電圧V
1が、実際には正弦波状のパルス波形となって電圧共振
形の動作が得られるものとされる。
A primary parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the collector and the emitter of the switching element Q1. The primary side parallel resonance capacitor Cr forms a primary side parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter by its own capacitance and the leakage inductance L1 of the primary side winding N1. Although the detailed description is omitted here, when the switching element Q1 is turned off, the operation of the primary side parallel resonance circuit causes
Voltage V generated at both ends of primary side resonance capacitor Cr
1 is actually a sinusoidal pulse waveform to obtain a voltage resonance type operation.

【0039】直交形制御トランスPRT−1は、共振電
流検出巻線ND、駆動巻線NB、及び制御巻線NC1が巻装
された可飽和リアクトルとされ、スイッチング素子Q1
を駆動すると共に、定電圧制御のために設けられる。こ
のような直交形制御トランスPRT−1の構造として
は、図示は省略するが、4本の磁脚を有する2つのダブ
ルコの字形コアの互いの磁脚の端部を接合するようにし
て立体型コアを形成する。そして、この立体型コアの所
定の2本の磁脚に対して、同じ巻回方向に共振電流検出
巻線ND、駆動巻線NBを巻装し、更に制御巻線NC1を、
上記共振電流検出巻線ND及び駆動巻線NBに対して直交
する方向に巻装するようにして構成される。
The orthogonal control transformer PRT-1 is a saturable reactor in which the resonance current detection winding ND, the drive winding NB, and the control winding NC1 are wound, and the switching element Q1
And for constant voltage control. Although not shown, the orthogonal control transformer PRT-1 has a three-dimensional structure by joining the ends of two magnetic legs of two double U-shaped cores having four magnetic legs. Form the core. Then, a resonance current detection winding ND and a drive winding NB are wound around the predetermined two magnetic legs of the three-dimensional core in the same winding direction.
It is configured to be wound in a direction orthogonal to the resonance current detection winding ND and the drive winding NB.

【0040】この場合、直交形制御トランスPRT−1
においては、共振電流検出巻線NDが、平滑コンデンサ
Ciの正極と、一次側巻線N1との間に直列に挿入され
ることで、スイッチング素子Q1のスイッチング出力
は、一次側巻線N1を介して共振電流検出巻線NDに伝達
される。そして、共振電流検出巻線NDに得られたスイ
ッチング出力がトランス結合を介して駆動巻線NBに誘
起されることで、駆動巻線NBにはドライブ電圧として
の交番電圧が発生する。このドライブ電圧は、自励発振
駆動回路を形成する直列共振回路(NB,CB)からベー
ス電流制限抵抗RBを介して、ドライブ電流としてスイ
ッチング素子Q1のベースに出力される。これにより、
スイッチング素子Q1は、直列共振回路の共振周波数に
より決定されるスイッチング周波数でスイッチング動作
を行うことになる。
In this case, the orthogonal control transformer PRT-1
In the above, the resonance current detecting winding ND is inserted in series between the positive electrode of the smoothing capacitor Ci and the primary winding N1, so that the switching output of the switching element Q1 passes through the primary winding N1. And transmitted to the resonance current detection winding ND. Then, the switching output obtained in the resonance current detection winding ND is induced in the drive winding NB via the transformer coupling, so that an alternating voltage as a drive voltage is generated in the drive winding NB. This drive voltage is output from the series resonance circuit (NB, CB) forming the self-excited oscillation drive circuit to the base of the switching element Q1 as a drive current via the base current limiting resistor RB. This allows
The switching element Q1 performs a switching operation at a switching frequency determined by the resonance frequency of the series resonance circuit.

【0041】絶縁コンバータトランス(Power Isolation
Transformer)PITは、スイッチング素子Q1のスイッ
チング出力を二次側に伝送する。絶縁コンバータトラン
スPITの構造としては、図6に示すように、例えばフ
ェライト材によるE型コアCR1、CR2を互いの磁脚
が対向するように組み合わせたEE型コアが備えられ、
このEE型コアの中央磁脚に対して、分割ボビンBを利
用して一次側巻線N1と、二次側巻線N2がそれぞれ分割
された状態で巻装される。そして、中央磁脚に対しては
図のようにギャップGを形成するようにしている。これ
によって、所要の結合係数による疎結合が得られる。ギ
ャップGは、E型コアCR1,CR2の中央磁脚を、2
本の外磁脚よりも短くすることで形成することが出来
る。また、結合係数kとしては、例えばk≒0.85と
いう疎結合の状態を得るようにしており、その分、飽和
状態が得られにくいようにしている。
Insulation converter transformer (Power Isolation
Transformer) PIT transmits the switching output of switching element Q1 to the secondary side. As shown in FIG. 6, the structure of the insulating converter transformer PIT includes an EE-type core in which E-type cores CR1 and CR2 made of, for example, a ferrite material are combined so that their magnetic legs face each other.
The primary winding N1 and the secondary winding N2 are wound around the center magnetic leg of the EE type core using the split bobbin B, respectively. A gap G is formed for the center magnetic leg as shown in the figure. Thereby, loose coupling with a required coupling coefficient is obtained. Gap G is the center magnetic leg of E-shaped cores CR1 and CR2.
It can be formed by making it shorter than the outer magnetic leg of the book. The coupling coefficient k is set to a loosely coupled state of, for example, k ≒ 0.85, so that a saturated state is hardly obtained.

【0042】ところで、絶縁コンバータトランスPIT
の二次側動作としては、一次側巻線N1、二次側巻線N2
の極性(巻方向)と整流ダイオードDOの接続関係、及
び二次側巻線に励起される交番電圧の極性変化によっ
て、一次側巻線N1のインダクタンスL1と二次側巻線N
2のインダクタンスL2との相互インダクタンスMについ
て、+Mの動作モード(加極性モード;フォワード動
作)となる場合と、−Mの動作モード(減極性モード;
フライバック動作)となる場合がある。例えば、図7
(a)に示す回路と等価となる場合に相互インダクタン
スは+Mとなり、図7(b)に示す回路と等価となる場
合に相互インダクタンスは−Mとなる。
Incidentally, the insulation converter transformer PIT
Of the secondary winding includes a primary winding N1 and a secondary winding N2.
Of the primary winding N1 and the secondary winding N1 by the polarity (winding direction) of the rectifier diode D0 and the polarity of the alternating voltage excited in the secondary winding.
2 with respect to the mutual inductance M with the inductance L2, the operation mode of + M (polarization mode; forward operation) and the operation mode of -M (depolarization mode;
Flyback operation). For example, FIG.
Mutual inductance becomes + M when equivalent to the circuit shown in FIG. 7A, and becomes −M when equivalent to the circuit shown in FIG. 7B.

【0043】なお、図1に示す電源回路においては、絶
縁コンバータトランスPITの一次側巻線N1と二次側
巻線N2,N5A,N5Bの極性が+Mの動作モードとなる
期間において、整流ダイオードDO1〜DO3を介して平滑
コンデンサCO1〜CO3の充電動作が行われるものとされ
る。
In the power supply circuit shown in FIG. 1, the rectifier diode DO1 is connected during the period in which the polarity of the primary winding N1 and the secondary windings N2, N5A, N5B of the insulating converter transformer PIT are in the + M operation mode. The charging operation of the smoothing capacitors CO1 to CO3 is performed via .about.DO3.

【0044】絶縁コンバータトランスPITの二次側に
は、図示するように、第1の二次巻線とされる二次巻線
N2と、第2の二次巻線とされる二次巻線N5A,N5Bと
を巻き上げるようにして二次側巻線が形成されている。
この場合、図示するように、二次巻線N5Aと二次巻線N
5Bとの間に設けられているタップが二次側アースに対し
て接続され、この二次側アースと二次巻線N2の巻終端
部との間に、二次側並列共振コンデンサC2が接続され
ている。即ち、二次側並列共振コンデンサC2は二次巻
線(N2+N5A)に対して並列に接続されている。
As shown, a secondary winding N2 serving as a first secondary winding and a secondary winding serving as a second secondary winding are provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT. The secondary winding is formed by winding up N5A and N5B.
In this case, as shown, the secondary winding N5A and the secondary winding N
5B is connected to the secondary side ground, and a secondary side parallel resonance capacitor C2 is connected between the secondary side ground and the winding end of the secondary winding N2. Have been. That is, the secondary parallel resonance capacitor C2 is connected in parallel to the secondary winding (N2 + N5A).

【0045】この場合、絶縁コンバータトランスPIT
の二次側では、二次巻線(N2+N5A)のリーケージイ
ンダクタンス(L2+L5A)と、二次側並列共振コンデ
ンサC2のキャパシタンスとによって二次側並列共振回
路が形成される。これにより、絶縁コンバータトランス
PITの二次側において電圧共振動作が得られ、絶縁コ
ンバータトランスPITの二次側に誘起される交番電圧
は共振電圧波形となる。
In this case, the insulation converter transformer PIT
On the secondary side, a secondary parallel resonance circuit is formed by the leakage inductance (L2 + L5A) of the secondary winding (N2 + N5A) and the capacitance of the secondary parallel resonance capacitor C2. Thereby, a voltage resonance operation is obtained on the secondary side of the insulating converter transformer PIT, and the alternating voltage induced on the secondary side of the insulating converter transformer PIT has a resonance voltage waveform.

【0046】二次巻線(N2+N5A)には、整流ダイオ
ードDO1と、平滑コンデンサCO1から成る半波整流平滑
回路が設けられ、この半波整流平滑回路からテレビジョ
ン受像機の水平偏向用の直流出力電圧EO1(135V)
を得るようにしている。また、二次巻線N5Aには、整流
ダイオードDO2と、平滑コンデンサCO2から成る半波整
流平滑回路が設けられ、この半波整流平滑回路から垂直
偏向用の直流出力電圧EO2(15V)を得るようにして
いる。
The secondary winding (N2 + N5A) is provided with a half-wave rectifying / smoothing circuit composed of a rectifying diode DO1 and a smoothing capacitor CO1, and this half-wave rectifying / smoothing circuit outputs a DC output signal for horizontal deflection of a television receiver. Voltage EO1 (135V)
I'm trying to get The secondary winding N5A is provided with a half-wave rectifying / smoothing circuit including a rectifying diode DO2 and a smoothing capacitor CO2, and obtains a DC output voltage EO2 (15 V) for vertical deflection from the half-wave rectifying / smoothing circuit. I have to.

【0047】さらに、二次巻線N5Bには、整流ダイオー
ドDO3と平滑コンデンサCO3から成る半波整流平滑回路
を設けるようにしている。この場合、二次巻線N5Bに
は、その巻始端部に対して整流ダイオードDO3のカソー
ドを接続すると共に、そのアノードに対して平滑コンデ
ンサCO3の負極側を接続することで、二次巻線N5Bから
負レベルとされる垂直偏向用の直流出力電圧EO3(−1
5V)を得るようにしている。つまり、絶縁コンバータ
トランスPITの二次側においては、二次巻線N5A,N
5Bに誘起される誘起電圧から垂直偏向用の直流出力電圧
EO2,E03(±15V)を得るようにしている。この場
合、二次巻線N5A,N5Bの巻線数は同数とされる。
Further, the secondary winding N5B is provided with a half-wave rectifying / smoothing circuit including a rectifier diode DO3 and a smoothing capacitor CO3. In this case, the secondary winding N5B is connected to the cathode of the rectifier diode DO3 at the winding start end and to the negative electrode of the smoothing capacitor CO3 at the anode. Output voltage EO3 (−1)
5V). That is, on the secondary side of the insulating converter transformer PIT, the secondary windings N5A, N5A
DC output voltages EO2 and E03 (± 15 V) for vertical deflection are obtained from the induced voltage induced in 5B. In this case, the number of turns of the secondary windings N5A and N5B is the same.

【0048】即ち、図1に示す電源回路では、一次側に
はスイッチング動作を電圧共振形とするための一次側並
列共振回路が備えられ、二次側には電圧共振動作を得る
ための二次側並列共振回路が備えられた複合共振形スイ
ッチングコンバータが構成されている。
That is, in the power supply circuit shown in FIG. 1, a primary side parallel resonance circuit for providing a voltage resonance type switching operation is provided on the primary side, and a secondary side resonance circuit for obtaining the voltage resonance operation is provided on the secondary side. A composite resonance type switching converter provided with a side parallel resonance circuit is configured.

【0049】なお、このような複合共振形スイッチング
コンバータとしての構成は、先に図6にて説明したよう
に、絶縁コンバータトランスPITに対してギャップG
を形成して所要の結合係数による疎結合としたことによ
って、更に飽和状態となりにくい状態を得たことで実現
されるものである。例えば、絶縁コンバータトランスP
ITに対してギャップGが設けられない場合には、フラ
イバック動作時において絶縁コンバータトランスPIT
が飽和状態となって動作が異常となる可能性が高く、二
次側の整流動作が適正に行われるのを望むのは難しい。
As described above with reference to FIG. 6, the structure of such a composite resonance type switching converter has a gap G with respect to the insulated converter transformer PIT.
Is formed and loose coupling is performed by a required coupling coefficient, thereby achieving a state in which the state is hardly saturated. For example, the insulation converter transformer P
If no gap G is provided for IT, the isolated converter transformer PIT is used during flyback operation.
Is likely to become saturated and the operation becomes abnormal, and it is difficult to expect that the rectification operation on the secondary side is performed properly.

【0050】上記した直流出力電圧EO1は、制御回路1
に対しても分岐して入力される。制御回路1は、例えば
誤差増幅器等によって構成され、直流出力電圧EO2(1
5V)を動作電圧として、絶縁コンバータトランスPI
Tの二次側から出力される直流出力電圧EO1のレベル変
化に応じて、直交型制御トランスPRT−1の制御巻線
NC1に流す制御電流(直流電流)レベルを可変すること
で、直交形制御トランスPRT−1に巻装された駆動巻
線NBのインダクタンスLBを可変制御する。これによ
り、駆動巻線NBのインダクタンスLBを含んで形成され
るスイッチング素子Q1のための自励発振駆動回路内の
直列共振回路の共振条件が変化し、スイッチング素子Q
1のスイッチング周波数を可変する動作となる。この動
作によって、例えば絶縁コンバータトランスPITの二
次側から出力される直流出力電圧EO1〜EO3の安定化が
図られる。
The above-described DC output voltage EO1 is supplied to the control circuit 1
Is also branched and input. The control circuit 1 is composed of, for example, an error amplifier and the like, and has a DC output voltage EO2 (1
5V) as the operating voltage and the insulation converter transformer PI
By changing the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC1 of the orthogonal control transformer PRT-1 according to the level change of the DC output voltage EO1 output from the secondary side of T, the orthogonal control is performed. The inductance LB of the drive winding NB wound around the transformer PRT-1 is variably controlled. As a result, the resonance condition of the series resonance circuit in the self-excited oscillation drive circuit for the switching element Q1 formed including the inductance LB of the drive winding NB changes, and the switching element Q1
This is the operation of changing the switching frequency of 1. By this operation, for example, the DC output voltages EO1 to EO3 output from the secondary side of the insulating converter transformer PIT are stabilized.

【0051】図1に示した本実施の形態の電源回路のよ
うに、駆動巻線NBのインダクタンスLBを可変制御する
直交形制御トランスPRT−1が設けられる場合、スイ
ッチング周波数を可変するにあたり、スイッチング素子
Q1がオフとなる期間TOFFを一定としたうえで、オンと
なる期間TONを可変制御するようにされる。つまり、図
1に示す電源回路では、定電圧制御動作として、スイッ
チング周波数を可変制御することで、スイッチング出力
に対する共振インピーダンス制御を行い、これと同時
に、スイッチング周期におけるスイッチング素子Q1の
導通角制御(PWM制御)を行う複合制御方式としての
動作が行われていることになる。
When the orthogonal control transformer PRT-1 for variably controlling the inductance LB of the drive winding NB is provided as in the power supply circuit of the present embodiment shown in FIG. The period TOFF during which the element Q1 is off is kept constant, and the period TON during which the element Q1 is on is variably controlled. In other words, in the power supply circuit shown in FIG. 1, as the constant voltage control operation, the switching frequency is variably controlled to perform the resonance impedance control on the switching output, and at the same time, the conduction angle control (PWM) of the switching element Q1 in the switching cycle. That is, the operation as the composite control method for performing the control is performed.

【0052】さらに、図1に示した電源回路には、フェ
ライトトランスによって構成される3組の直交形制御ト
ランスPRT−2,PRT−3,PRT−4が設けられ
ている。この場合、各直交形制御トランスPRT−2〜
PRT−4は、それぞれ被制御巻線NR2,NR3,NR4
と、制御巻線NC2,NC3,NC4が巻装された可飽和リア
クトルとされ、後述する直流出力電圧EO4,EO5,EO6
の定電圧制御を行うようにされる。
Further, the power supply circuit shown in FIG. 1 is provided with three sets of orthogonal control transformers PRT-2, PRT-3 and PRT-4 each constituted by a ferrite transformer. In this case, each of the orthogonal control transformers PRT-2〜
The PRT-4 includes controlled windings NR2, NR3, NR4, respectively.
And a saturable reactor wound with control windings NC2, NC3, and NC4, and DC output voltages EO4, EO5, and EO6, which will be described later.
Is performed.

【0053】これら直交形制御トランスPRT−2〜P
RT−4の構造としては、図3(a)に示すように、4
本の磁脚を有する2つのダブルコの字形コア50a,5
0bの互いの磁脚の端部を接合するようにして立体型コ
ア(フェライトコア)50を形成する。そして、この立
体型コア50の所定の2本の磁脚に対して、被制御巻線
NRを巻装すると共に、この被制御巻線NRに対して直交
する方向に制御巻線NCを巻装することで構成される。
なお、この場合は、コの字形コア50a,50bが対向
する部分にはギャップGが設けられている。
These orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-P
As a structure of RT-4, as shown in FIG.
Two double U-shaped cores 50a, 5 having two magnetic legs
The three-dimensional core (ferrite core) 50 is formed by joining the ends of the magnetic legs 0b to each other. Then, a controlled winding NR is wound around predetermined two magnetic legs of the three-dimensional core 50, and a control winding NC is wound in a direction orthogonal to the controlled winding NR. It is constituted by doing.
In this case, a gap G is provided at a portion where the U-shaped cores 50a and 50b face each other.

【0054】図3(b)は、上記図3(a)に示した直
交形制御トランスPRT−2〜PRT−4のインダクタ
ンス重畳特性の一例を示した図である。なお、この図3
(b)に示すインダクタンス重畳特性の一例としては、
図3(a)に示したコの字形コア50a,50bの磁心
断面積を4×4mm、被制御巻線NR=6T(ターン)、
制御巻線NC=1000T、ギャップG=75μmとし
た時のものとされる。
FIG. 3B is a diagram showing an example of the inductance superposition characteristics of the orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-4 shown in FIG. 3A. Note that FIG.
As an example of the inductance superposition characteristic shown in (b),
The U-shaped cores 50a and 50b shown in FIG. 3A have a magnetic core cross-sectional area of 4 × 4 mm, a controlled winding NR = 6T (turn),
It is assumed that the control winding NC is 1000 T and the gap G is 75 μm.

【0055】この場合、各直交型制御トランスPRT2
〜PRT−4は、図示するように、制御巻線NCを流れ
る制御電流(直流電流)のレベルに応じて、その被制御
巻線NRのインダクタンスLRを変化させることで被制御
巻線NRを流れる電流I4の可変制御を行うものとされ
る。
In this case, each orthogonal control transformer PRT2
As shown, PRT-4 flows through the controlled winding NR by changing the inductance LR of the controlled winding NR in accordance with the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC. Variable control of the current I4 is performed.

【0056】各直交型制御トランスPRT2〜PRT−
4に設けられている被制御巻線NC2〜NC4の一端は、絶
縁コンバータトランスPITの二次巻線N5Bの巻始端部
に接続される。そして、直交型制御トランスPRT−2
の被制御巻線NC2の他端が、例えばショットキーダイオ
ードなどからなる整流ダイオードDO4のアノードに接続
され、この整流ダイオードDO4と平滑コンデンサCO4か
ら成る半波整流平滑回路から直流出力電圧EO4(第2の
直流出力電圧)を得るようにしている。同様に、直交型
制御トランスPRT−3の被制御巻線NC3の他端をショ
ットキーダイオードなどからなる整流ダイオードDO5の
アノードに接続することで、この整流ダイオードDO5と
平滑コンデンサCO5から成る半波整流平滑回路から直流
出力電圧EO5(第3の直流出力電圧)を得る。また直交
型制御トランスPRT−4の被制御巻線NC4の他端をシ
ョットキーダイオードなどからなる整流ダイオードDO6
のアノードに接続することで、この整流ダイオードDO6
と平滑コンデンサCO6とから成る半波整流平滑回路から
直流出力電圧EO6(第4の直流出力電圧)を得るように
している。
Each of the orthogonal control transformers PRT2 to PRT-
One end of each of the controlled windings NC2 to NC4 provided in the winding 4 is connected to the winding start end of the secondary winding N5B of the insulating converter transformer PIT. And the orthogonal control transformer PRT-2
The other end of the controlled winding NC2 is connected to the anode of a rectifier diode DO4 composed of, for example, a Schottky diode, and a half-wave rectifying and smoothing circuit composed of the rectifier diode DO4 and the smoothing capacitor CO4 outputs a DC output voltage EO4 (second DC output voltage). Similarly, by connecting the other end of the controlled winding NC3 of the orthogonal control transformer PRT-3 to the anode of a rectifier diode DO5 such as a Schottky diode, a half-wave rectifier composed of the rectifier diode DO5 and the smoothing capacitor CO5 is provided. A DC output voltage EO5 (third DC output voltage) is obtained from the smoothing circuit. The other end of the controlled winding NC4 of the orthogonal control transformer PRT-4 is connected to a rectifying diode DO6 such as a Schottky diode.
Connected to the anode of this rectifier diode DO6
A DC output voltage EO6 (fourth DC output voltage) is obtained from a half-wave rectifying / smoothing circuit composed of a rectifying / smoothing capacitor C06.

【0057】そして、これら直流出力電圧EO4〜EO6
は、それぞれ制御回路2,3,4に対しても分岐して入
力される。制御回路2〜4もまたは、例えば温度補償等
が施されているシャントレギュレータなどの誤差増幅器
によって構成され、それぞれの制御回路2〜4に対して
は動作電圧として直流出力電圧EO2が入力されている。
The DC output voltages EO4 to EO6
Are also branched and input to the control circuits 2, 3, and 4, respectively. The control circuits 2 to 4 are also constituted by an error amplifier such as a shunt regulator for which temperature compensation or the like is performed, and the DC output voltage EO2 is input to each of the control circuits 2 to 4 as an operating voltage. .

【0058】制御回路2においては、直流出力電圧EO4
のレベル変化に応じて、直交型制御トランスPRT−2
の制御巻線NC2に流す制御電流(直流電流)レベルを可
変制御することで、被制御巻線NR2のインダクタンスL
R2を可変するようにしている。これにより、直交型制御
トランスPRT−2の被制御巻線NR2を介して整流ダイ
オードDO4に流れる電流I4を制御して、直流出力電圧
EO4の電圧レベルを9V±0.18V以内に定電圧化す
るようにしている。
In the control circuit 2, the DC output voltage EO4
, The orthogonal control transformer PRT-2
Variably controls the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC2 of the control winding NC2 to control the inductance L of the controlled winding NR2.
R2 is made variable. As a result, the current I4 flowing through the rectifier diode DO4 via the controlled winding NR2 of the orthogonal control transformer PRT-2 is controlled to make the voltage level of the DC output voltage EO4 constant within 9V ± 0.18V. Like that.

【0059】同様に、制御回路3,4においては、それ
ぞれ直流出力電圧EO5,EO6のレベル変化に応じて、直
交型制御トランスPRT−3,PRT−4の制御巻線N
C3,NC4に流す制御電流(直流電流)レベルを可変制御
することで、それぞれ被制御巻線NR3,NR4のインダク
タンスLR3,LR4を可変する。これにより、それぞれの
直交型制御トランスPRT−2,PRT−3の被制御巻
線NR3,NR4に流れる電流を制御して、直流出力電圧E
O5を5V±0.1V以内に定電圧化すると共に、直流出
力電圧EO6を3.3V±0.07V以内に定電圧化する
ようにしている。
Similarly, in the control circuits 3 and 4, the control windings N of the orthogonal control transformers PRT-3 and PRT-4 are changed according to the level changes of the DC output voltages EO5 and EO6, respectively.
The inductances LR3 and LR4 of the controlled windings NR3 and NR4 are varied by variably controlling the level of the control current (DC current) flowing through C3 and NC4. As a result, the current flowing through the controlled windings NR3 and NR4 of the respective orthogonal control transformers PRT-2 and PRT-3 is controlled, and the DC output voltage E
O5 is set to a constant voltage within 5V ± 0.1V, and the DC output voltage EO6 is set to a constant voltage within 3.3V ± 0.07V.

【0060】また、各直交型制御トランスPRT2〜P
RT−4の被制御巻線NR2〜NR4が接続される整流ダイ
オードDO4〜DO6のアノードと二次側アースとの間に
は、それぞれRCスナバ回路5a,5b,5cが設けら
れている。
Each of the orthogonal control transformers PRT2 to PRT2
RC snubber circuits 5a, 5b and 5c are provided between the anodes of the rectifier diodes DO4 to DO6 to which the controlled windings NR2 to NR4 of RT-4 are connected and the secondary side ground, respectively.

【0061】各RCスナバ回路5a〜5cは、それぞれ
破線で囲って示したように、コンデンサCS2,CS3,C
S4と抵抗RS2,RS3,RS4の直列接続によって構成さ
れ、各整流ダイオードDO4〜DO6を流れる電流に含まれ
る高周波のリンギング電流を抑制するものとされる。こ
れは、例えば各整流ダイオードDO4〜DO6が導通状態と
され、各直交型制御トランスPRT−2〜PRT−4の
被制御巻線NR2〜NR4に電流が流れている状態のもと
で、整流ダイオードDO4〜DO6が非導通状態になると、
各整流ダイオードDO4〜DO6のアノード電極とカソード
電極間の空乏層の静電容量と、被制御巻線NR2〜NR4の
インダクタンスLR2〜LR4とにより、整流ダイオードD
O4〜DO6に高周波のリンギング電流が発生する。そし
て、このような高周波のリンギング電流は、整流ダイオ
ードDO4〜DO6の耐圧を越えたものとなる。そこで、図
1に示す電源回路では、整流ダイオードDO4〜DO6のア
ノードに対して、RCスナバ回路5a〜5cを設けるこ
とで、高周波のリンギング電流を抑制するようにしてい
る。
Each of the RC snubber circuits 5a to 5c has a capacitor CS2, CS3, C3,
S4 and resistors RS2, RS3, RS4 are connected in series to suppress the high-frequency ringing current contained in the current flowing through each of the rectifier diodes DO4 to DO6. This is because, for example, the rectifier diodes DO4 to DO6 are in a conductive state, and the current flows through the controlled windings NR2 to NR4 of the orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-4. When DO4 to DO6 become non-conductive,
The rectifier diode D4 is formed by the capacitance of the depletion layer between the anode electrode and the cathode electrode of each of the rectifier diodes DO4 to DO6 and the inductances LR2 to LR4 of the controlled windings NR2 to NR4.
A high frequency ringing current is generated in O4 to DO6. Such a high-frequency ringing current exceeds the breakdown voltage of the rectifier diodes DO4 to DO6. Therefore, in the power supply circuit shown in FIG. 1, high frequency ringing current is suppressed by providing RC snubber circuits 5a to 5c to the anodes of the rectifier diodes DO4 to DO6.

【0062】実験によれば、図1に示した電源回路を実
際に構成する場合は、二次側並列共振コンデンサC2=
0.01μF、絶縁コンバータトランスPITの二次巻
線N2=40T、二次巻線N5A,N5B=5T、直交型制
御トランスPRT−2〜PRT−4の被制御巻線NR2=
8T、NR3=10T,NR4=12T、コンデンサCS2〜
CS4=4700PF、抵抗RS2〜RS4=680Ωが選定
される。
According to experiments, when the power supply circuit shown in FIG. 1 is actually constructed, the secondary side parallel resonance capacitor C2 =
0.01 μF, secondary winding N2 of insulating converter transformer PIT = 40T, secondary windings N5A and N5B = 5T, controlled winding NR2 of orthogonal type control transformers PRT-2 to PRT-4 =
8T, NR3 = 10T, NR4 = 12T, capacitor CS2 ~
CS4 = 4700PF and resistors RS2 to RS4 = 680Ω are selected.

【0063】なお、図1に示す電源回路においては、ア
ナログIC用の動作電圧として9Vの直流出力電圧EO4
を得るようにしているが、9Vの直流出力電圧EO4の代
わりに、或いは更にアクティブクランプ回路を設けるな
どして、12VのアナログIC用の直流出力電圧EO4を
得ることも可能とされる。また同様にして、2.5Vの
デジタルIC用の動作電圧を得ることも可能である。
In the power supply circuit shown in FIG. 1, a DC output voltage EO4 of 9 V is used as an operating voltage for the analog IC.
However, it is also possible to obtain a DC output voltage EO4 of 12 V for an analog IC by providing an active clamp circuit instead of the DC output voltage EO4 of 9 V. Similarly, it is also possible to obtain an operating voltage of 2.5 V for a digital IC.

【0064】ここで、図1に示したスイッチング電源回
路の動作波形の一例として、上記したような構成部品に
よって構成した場合の動作波形を図2に示す。この図2
(a)〜(e)には、直流出力電圧EO4〜EO6の電圧変
動が±2%以内となるように定電圧化したうえで、直流
出力電圧EO1,EO2の総負荷電力が200Wとされる条
件での動作波形が示され、図2(f)〜(j)には、直
流出力電圧EO1,EO2の総負荷電力が100Wとされる
条件での動作波形が示されている。
Here, as an example of the operation waveforms of the switching power supply circuit shown in FIG. 1, the operation waveforms in the case where the above components are used are shown in FIG. This figure 2
In (a) to (e), the total load power of the DC output voltages EO1 and EO2 is set to 200 W after making the voltage fluctuations of the DC output voltages EO4 to EO6 within ± 2%. Operation waveforms under the conditions are shown, and FIGS. 2F to 2J show operation waveforms under the condition that the total load power of the DC output voltages EO1 and EO2 is 100 W.

【0065】図1に示した電源回路の総負荷電力が20
0Wとされる時は、スイッチング素子Q1のスイッチン
グ周波数が、例えば71.4kHzとなるように制御さ
れ、スイッチング素子Q1のオン/オフ期間TON/TOFF
は10μs/4μsとなる。そして、スイッチング素子
Q1のオン/オフ動作によって、並列共振コンデンサC
rの両端に発生する共振電圧V1は、図2(a)のよう
に示され、スイッチング素子Q1がオフとなる期間TOFF
では、そのピーク電圧が600VPとされる正弦波状の
パルス波形が得られる。またこの時、スイッチング素子
Q1には、図2(b)に示すようなコレクタ電流ICPが
流れることになる。
The total load power of the power supply circuit shown in FIG.
When the power is set to 0 W, the switching frequency of the switching element Q1 is controlled to be, for example, 71.4 kHz, and the ON / OFF period TON / TOFF of the switching element Q1 is controlled.
Is 10 μs / 4 μs. Then, the on / off operation of the switching element Q1 causes the parallel resonance capacitor C
The resonance voltage V1 generated at both ends of r is shown in FIG. 2 (a), and a period TOFF during which the switching element Q1 is turned off.
Thus, a sinusoidal pulse waveform having a peak voltage of 600 VP is obtained. At this time, a collector current ICP as shown in FIG. 2B flows through the switching element Q1.

【0066】また、スイッチング素子Q1のターンオン
時は、クランプダイオードDD1、スイッチング素子Q1
のベース−コレクタを介してダンパー電流(負方向)が
流れる。このダンパー電流が流れるダンパー電流期間
(2μs)が、ZVS領域となり、このZVS領域内に
おいてスイッチング素子Q1がターンオンすることにな
る。
When the switching element Q1 is turned on, the clamp diode DD1 and the switching element Q1 are turned on.
, A damper current (negative direction) flows through the base-collector. The damper current period (2 μs) during which the damper current flows becomes the ZVS region, and the switching element Q1 is turned on in the ZVS region.

【0067】このようなスイッチング動作によって、絶
縁コンバータトランスPITの二次巻線N5Bには、図2
(c)に示すような共振電圧V5が発生すると共に、整
流ダイオードDO4のアノードには、図2(d)に示すよ
うな電圧V4が発生し、整流ダイオードDO4を流れる電
流I4は、図2(e)に示すような共振波形となる。
By such a switching operation, the secondary winding N5B of the isolated converter transformer PIT is connected to FIG.
2C, a voltage V4 as shown in FIG. 2 (d) is generated at the anode of the rectifier diode DO4, and a current I4 flowing through the rectifier diode DO4 is shown in FIG. The resonance waveform becomes as shown in e).

【0068】一方、総負荷電力が100Wとされる時
は、スイッチング素子Q1のスイッチング周波数が、例
えば100kHzとなるように制御され、スイッチング
素子Q1のオン/オフ期間TON/TOFFは6μs/4μs
となる。この場合、並列共振コンデンサCrの両端に
は、図2(f)に示すような共振電圧V1が発生し、ス
イッチング素子Q1には、図2(g)に示すようなコレ
クタ電流ICPが流れる。
On the other hand, when the total load power is 100 W, the switching frequency of the switching element Q1 is controlled to be, for example, 100 kHz, and the ON / OFF period TON / TOFF of the switching element Q1 is 6 μs / 4 μs.
Becomes In this case, a resonance voltage V1 as shown in FIG. 2F is generated at both ends of the parallel resonance capacitor Cr, and a collector current ICP as shown in FIG. 2G flows through the switching element Q1.

【0069】この場合も、スイッチング素子Q1のター
ンオン時は、クランプダイオードDD1、スイッチング素
子Q1のベース−コレクタを介してダンパー電流(負方
向)が流れ、このダンパー電流期間(1.5μs)がZ
VS領域となって、スイッチング素子Q1がターンオン
することになる。
Also in this case, when the switching element Q1 is turned on, a damper current (negative direction) flows through the clamp diode DD1 and the base-collector of the switching element Q1, and the damper current period (1.5 μs) is Z.
In the VS region, the switching element Q1 is turned on.

【0070】このようなスイッチング動作によって、絶
縁コンバータトランスPITの二次巻線N5Bには、図2
(h)に示すような共振電圧V5が発生すると共に、整
流ダイオードDO4のアノードには、図2(i)に示すよ
うな共振電圧V4が発生し、整流ダイオードDO4を流れ
る電流I4は、図2(j)に示すような共振波形とな
る。
By such switching operation, the secondary winding N5B of the isolated converter transformer PIT is connected to the secondary winding N5B of FIG.
2H, a resonance voltage V5 as shown in FIG. 2 (i) is generated at the anode of the rectifier diode DO4, and a current I4 flowing through the rectifier diode DO4 is changed as shown in FIG. A resonance waveform as shown in FIG.

【0071】これら図2(a)〜(e)と、図2(f)
〜(j)に示した動作波形から分かるように、図1に示
した電源回路では、総負荷電力Poが200Wから10
0Wまで変動した時はスイッチング素子Q1のスイッチ
ング周波数が71.4kHz〜100kHzまで可変す
ることになるが、スイッチング周波数を可変するにあた
り、スイッチング素子Q1のオフ期間を一定にしたうえ
で、オン期間を可変制御されていることから、スイッチ
ング素子Q1のスイッチング動作は複合制御方式によっ
て制御されていることが分かる。また、各部の動作波形
は何れも共振波形となっていることが分かる。
FIGS. 2A to 2E and FIG. 2F
As can be seen from the operation waveforms shown in (j) to (j), in the power supply circuit shown in FIG.
When the switching frequency fluctuates to 0 W, the switching frequency of the switching element Q1 varies from 71.4 kHz to 100 kHz. However, in varying the switching frequency, the on-period of the switching element Q1 is varied while the off-period is kept constant. It is understood from the control that the switching operation of the switching element Q1 is controlled by the complex control method. Further, it can be seen that the operation waveform of each part is a resonance waveform.

【0072】また、図9(b)に示した従来の電源回路
の動作波形と、図2(b)に示した本実施の形態の電源
回路の動作波形を比較した場合は、最大負荷電力(20
0W)時においてスイッチング素子Q1にダンパー電流
が流れるダンパー電流期間のZVS領域が、0.5μS
から2μSまで拡大されていることが分かる。
When the operation waveform of the conventional power supply circuit shown in FIG. 9B is compared with the operation waveform of the power supply circuit of the present embodiment shown in FIG. 2B, the maximum load power ( 20
0W), the ZVS region in the damper current period in which the damper current flows through the switching element Q1 is 0.5 μS
It can be seen from FIG.

【0073】このように、図1に示した本実施の形態と
されるスイッチング電源回路は、複合共振形としてのス
イッチングコンバータを構成したうえで、絶縁コンバー
タトランスPITの二次側から、その電圧変動が±2%
以内とされる直流出力電圧EO4〜EO6を得るために、直
交型制御トランスPRT−2〜PRT−4を設けるよう
にしている。そして、直流出力電圧EO4〜EO6のレベル
変化に基づいて、直交型制御トランスPRT−2〜PR
T−4に設けられている被制御巻線NR2〜NR4のインダ
クタンスLR2〜LR4を可変制御することで、各直流出力
電圧EO4〜EO6の定電圧化を図るようにしている。
As described above, the switching power supply circuit according to the present embodiment shown in FIG. 1 constitutes a switching converter as a complex resonance type, and the voltage fluctuation from the secondary side of the isolated converter transformer PIT. Is ± 2%
In order to obtain DC output voltages EO4 to EO6 within the range, orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-4 are provided. Then, based on the level changes of the DC output voltages EO4 to EO6, the quadrature control transformers PRT-2 to PRT-2 to PR
By variably controlling the inductances LR2 to LR4 of the controlled windings NR2 to NR4 provided at T-4, the DC output voltages EO4 to EO6 are made constant.

【0074】このため、図1に示した電源回路から定電
圧化した各直流出力電圧EO4〜EO6を得る際に発生する
電力損失は、主に直交型制御トランスPRT−2〜PR
T−4の制御電力損失となる。例えば、最大負荷電力時
(200W時)において、各々の直交型制御トランスP
RT−2〜PRT−4の制御巻線NC2〜NC4に流れる直
流制御電流IC2〜IC4は約40mAとされることから、
各々の直交型制御トランスPRT−2〜PRT−4にお
ける制御電力損失は約0.6Wとなり、3組の直交型制
御トランスPRT−2〜PRT−4を備えている図1に
示した電源回路の制御電力損失は約1.8Wとなる。
For this reason, the power loss generated when obtaining the DC output voltages EO4 to EO6 at constant voltage from the power supply circuit shown in FIG. 1 is mainly caused by the orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-2.
The control power loss is T-4. For example, at the time of maximum load power (at 200 W), each orthogonal control transformer P
Since the DC control currents IC2 to IC4 flowing through the control windings NC2 to NC4 of the RT-2 to PRT-4 are about 40 mA,
The control power loss in each of the orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-4 is about 0.6 W, and the power supply circuit shown in FIG. The control power loss is about 1.8W.

【0075】また、直交型制御トランスPRT−2〜P
RT−4の被制御巻線NR2〜NR4は、その巻線数が少な
いため、各々被制御巻線NR2〜NR4における電力損失は
無視することも可能とされるが、実際には直交型制御ト
ランスPRT−2からPRT−4に設けられているフェ
ライト磁心の鉄損が僅かながら加わると共に、RCスナ
バ回路5a〜5cを形成する抵抗RS2〜RS4における電
力損失が発生するため、図1に示した電源回路から定電
圧化した直流出力電圧EO4〜EO6を得る際に発生する電
力損失の総計は約2.4Wとなる。
The orthogonal type control transformers PRT-2 to PRT-P
Since the number of windings of the controlled windings NR2 to NR4 of the RT-4 is small, the power loss in each of the controlled windings NR2 to NR4 can be neglected. Since the iron loss of the ferrite cores provided in the PRT-2 to PRT-4 is slightly added, and power loss occurs in the resistors RS2 to RS4 forming the RC snubber circuits 5a to 5c, the power supply shown in FIG. The total power loss that occurs when obtaining the constant-voltage DC output voltages EO4 to EO6 from the circuit is about 2.4 W.

【0076】これに対して、図8に示した電源回路から
定電圧化した直流出力電圧EO4〜EO6を得る際に発生す
る電力損失は、先において説明したように、約6.5W
とされることから、図8に示した従来の電源回路におけ
る電力損失と、図1に示した電源回路の電力損失を比較
すれば、図1に示した電源回路のほうが、約4.1W電
力損失を低減することが可能になる。よって、図1に示
した電源回路では、図8に示した従来の電源回路に比べ
て交流入力電力を約4.5W低減することができ、それ
だけ省エネルギー化が図られることになる。
On the other hand, the power loss that occurs when obtaining the DC output voltages EO4 to EO6 at constant voltage from the power supply circuit shown in FIG. 8 is about 6.5 W, as described above.
Therefore, comparing the power loss in the conventional power supply circuit shown in FIG. 8 with the power loss in the power supply circuit shown in FIG. 1, the power supply circuit shown in FIG. The loss can be reduced. Therefore, in the power supply circuit shown in FIG. 1, the AC input power can be reduced by about 4.5 W as compared with the conventional power supply circuit shown in FIG. 8, thereby achieving energy saving.

【0077】また、図1に示した電源回路では、図8に
示した従来の電源回路のように、直流出力電圧EO4,E
O5を得るための3端子シリーズレギュレータが必要ない
ことから、3端子シリーズレギュレータに取り付ける放
熱板も不要になる。
Further, in the power supply circuit shown in FIG. 1, like the conventional power supply circuit shown in FIG.
Since a three-terminal series regulator for obtaining O5 is not required, a heat sink attached to the three-terminal series regulator is not required.

【0078】また図8に示した従来の電源回路では、直
流出力電圧EO6を得るためのDC−DCコンバータ11
の動作波形が矩形波形とされることから、スイッチング
動作に伴ってスイッチングノイズが発生するため、この
スイッチングノイズを抑制するための対策部品や、高周
波のリップル電圧を除去するためのπ形フィルタ回路を
設ける必要があった。これに対して、図1に示した電源
回路では、各部の動作波形が共振波形となり、各部の動
作波形は何れも滑らかになるため、スイッチング動作に
伴うスイッチングノイズが抑制され、スイッチングノイ
ズを抑制するための対策部品や、高周波のリップル電圧
を除去するためのπ形フィルタ回路が不要になり、例え
ば図8に示した従来の電源回路では6組必要であった平
滑用の電界コンデンサが3組で済むことになる。よっ
て、図1に示した本実施の形態とされる電源回路では、
その分、部品点数を削減できるので、部品コストの低減
を図ることができる。
In the conventional power supply circuit shown in FIG. 8, the DC-DC converter 11 for obtaining the DC output voltage EO6 is used.
Since the operating waveform is a rectangular waveform, switching noise is generated along with the switching operation.Therefore, a countermeasure component for suppressing the switching noise and a π-type filter circuit for removing a high-frequency ripple voltage are provided. It had to be provided. On the other hand, in the power supply circuit shown in FIG. 1, the operation waveform of each unit becomes a resonance waveform, and the operation waveform of each unit becomes smooth, so that the switching noise accompanying the switching operation is suppressed and the switching noise is suppressed. And a π-type filter circuit for removing high-frequency ripple voltage are not required. For example, three sets of smoothing electrolytic capacitors are required in the conventional power supply circuit shown in FIG. Will be done. Therefore, in the power supply circuit according to the present embodiment shown in FIG.
As a result, the number of parts can be reduced, so that the cost of parts can be reduced.

【0079】さらにまた、本実施の形態の電源回路で
は、最大負荷電力(200W)時においてスイッチング
素子Q1にダンパー電流が流れるダンパー電流期間のZ
VS領域が、従来の0.5μSから2μSまで拡大され
ている。これは、交流入力電圧や負荷電力の変動に対し
てスイッチング素子Q1の安定動作領域が拡大されてい
ることを意味している。従って、図1に示した本実施の
形態の電源回路と、図8に示した従来の電源回路を比較
した場合は、本実施の形態の電源回路のほうが、交流入
力電圧や負荷電力の変動に対する制御範囲を拡大するこ
とが可能になる。
Further, in the power supply circuit according to the present embodiment, at the time of the maximum load power (200 W), Z in the damper current period in which the damper current flows through switching element Q1.
The VS area has been expanded from the conventional 0.5 μS to 2 μS. This means that the stable operation region of the switching element Q1 is expanded with respect to fluctuations in the AC input voltage and the load power. Therefore, when the power supply circuit of the present embodiment shown in FIG. 1 is compared with the conventional power supply circuit shown in FIG. 8, the power supply circuit of the present embodiment is more effective against fluctuations in AC input voltage and load power. The control range can be expanded.

【0080】また、本発明の電源回路としては、図1に
示した回路構成に限定されるものでない。図4は、本発
明の第2の実施の形態とされるスイッチング電源回路の
二次側構成を示した図である。なお、図1に示す電源回
路と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。ま
た、この図4に示す電源回路の一次側回路の構成として
は、図1に示したような自励形の電圧共振コンバータと
同一とされるため図示は省略する。
Further, the power supply circuit of the present invention is not limited to the circuit configuration shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a secondary-side configuration of a switching power supply circuit according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the power supply circuit shown in FIG. The configuration of the primary circuit of the power supply circuit shown in FIG. 4 is the same as that of the self-excited type voltage resonance converter shown in FIG.

【0081】この図4に示す電源回路は、各直交型制御
トランスPRT−2〜PRT−4を形成する被制御巻線
NR2〜NR4の一端が絶縁コンバータトランスPITの二
次巻線N5Aの巻終端部に接続されている点が、図1に示
したスイッチング電源回路とは異なるものとされる。即
ち、図4に示す電源回路においては、二次巻線N5Aに発
生する共振電圧V3を、各直交形制御トランスPRT−
2〜PRT−4を介して整流ダイオードDO4〜DO6に出
力することで、平滑コンデンサCO4〜CO6の両端から、
定電圧化した直流出力電圧EO4〜EO6を得るようにした
ものである。
In the power supply circuit shown in FIG. 4, one end of each of the controlled windings NR2 to NR4 forming each of the orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-4 has a winding end of the secondary winding N5A of the insulating converter transformer PIT. This is different from the switching power supply circuit shown in FIG. That is, in the power supply circuit shown in FIG. 4, the resonance voltage V3 generated in the secondary winding N5A is changed by each orthogonal control transformer PRT-
2 to PRT-4 to output to the rectifier diodes DO4 to DO6, so that both ends of the smoothing capacitors CO4 to CO6
The constant voltage DC output voltages EO4 to EO6 are obtained.

【0082】実験によれば、この図4に示した電源回路
を実際に構成する場合は、二次側並列共振コンデンサC
2=0.01μF、絶縁コンバータトランスPITの二
次巻線N2=40T、二次巻線N5A,N5B=5T、直交
型制御トランスPRT−2〜PRT−4の被制御巻線N
R2=6T、NR3=8T,NR4=10T、コンデンサCS2
〜CS4=4700PF、抵抗RS2〜RS4=470Ωが選
定される。
According to an experiment, when the power supply circuit shown in FIG. 4 is actually constructed, the secondary side parallel resonance capacitor C
2 = 0.01 μF, the secondary winding N2 of the insulating converter transformer PIT = 40T, the secondary windings N5A and N5B = 5T, and the controlled winding N of the orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-4.
R2 = 6T, NR3 = 8T, NR4 = 10T, capacitor CS2
.About.CS4 = 4700 PF and resistors RS2 to RS4 = 470.OMEGA.

【0083】ここで、図4に示したスイッチング電源回
路の動作波形の一例として、上記したような構成部品に
よって構成した場合の動作波形を図5に示す。この図5
(a)〜(d)には、直流出力電圧EO4,EO5,EO6を
定電圧化したうえで、直流出力電圧EO1と直流出力電圧
EO2との総負荷電力が200Wとされる条件での動作波
形が示され、図5(e)〜(h)には、直流出力電圧E
O1と直流出力電圧EO2との総負荷電力が100Wとされ
る条件での動作波形が示されている。
Here, as an example of the operation waveform of the switching power supply circuit shown in FIG. 4, an operation waveform in the case where the above-mentioned components are used is shown in FIG. This figure 5
(A) to (d) show the operation waveforms under the condition that the total load power of the DC output voltage EO1 and the DC output voltage EO2 is 200 W after the DC output voltages EO4, EO5, and EO6 are made constant. 5 (e) to 5 (h) show the DC output voltage E
The operation waveform under the condition that the total load power of O1 and the DC output voltage EO2 is 100 W is shown.

【0084】図4に示した電源回路の総負荷電力が20
0Wとされる時は、絶縁コンバータトランスPITの二
次側に設けられている二次側並列共振コンデンサC2の
両端には、図5(a)に示すような共振電圧V2が発生
すると共に、二次巻線N5Aからは図5(b)に示すよう
な共振電圧V3が得られる。そして、直交型制御トラン
スPRT−2の被制御巻線NR2の他端側とされる整流ダ
イオードDO4のアノードには、図5(c)示すような電
圧V4が発生すると共に、整流ダイオードDO4を流れる
電流I4は、図5(d)に示すような共振波形となる。
The total load power of the power supply circuit shown in FIG.
When it is set to 0 W, a resonance voltage V2 as shown in FIG. 5A is generated at both ends of a secondary parallel resonance capacitor C2 provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT. A resonance voltage V3 as shown in FIG. 5B is obtained from the next winding N5A. A voltage V4 as shown in FIG. 5C is generated at the anode of the rectifier diode DO4, which is the other end of the controlled winding NR2 of the orthogonal control transformer PRT-2, and flows through the rectifier diode DO4. The current I4 has a resonance waveform as shown in FIG.

【0085】一方、総負荷電力が100Wとされる時
は、二次側並列共振コンデンサC2の両端には、図5
(e)に示すような共振電圧V2が発生すると共に、二
次巻線N5Aからは、図5(f)に示すような共振電圧V
3が得られる。そして、直交型制御トランスPRT−2
の被制御巻線NR2の他端側とされる整流ダイオードDO4
のアノードには、図5(g)示すような電圧V4が発生
すると共に、整流ダイオードDO4を流れる電流I4は、
図5(h)に示すような共振波形となる。
On the other hand, when the total load power is 100 W, both ends of the secondary side parallel resonance capacitor C 2
5E, a resonance voltage V2 as shown in FIG. 5F is generated from the secondary winding N5A.
3 is obtained. And the orthogonal control transformer PRT-2
Rectifier diode DO4 at the other end of the controlled winding NR2
A voltage V4 as shown in FIG. 5 (g) is generated at the anode and a current I4 flowing through the rectifier diode DO4 is
A resonance waveform as shown in FIG.

【0086】そして、この場合も図5(a)〜(d)
と、図5(e)〜(h)に示した動作波形を比較すれ
ば、絶縁コンバータトランスPITの二次側から得られ
る共振電圧V2の周期が、それぞれ6μs/8μs、6
μs/5μsとなっていることから、この場合もスイッ
チング素子Q1のスイッチング動作は、複合制御方式に
よって制御されていることが分かる。また、各部の動作
波形は何れも共振波形となっていることが分かる。
Also in this case, FIGS. 5 (a) to 5 (d)
5 (e) to 5 (h), the periods of the resonance voltage V2 obtained from the secondary side of the isolated converter transformer PIT are 6 μs / 8 μs and 6 μs, respectively.
Since μs / 5 μs, it can be seen that the switching operation of the switching element Q1 is also controlled by the complex control method in this case. Further, it can be seen that the operation waveform of each part is a resonance waveform.

【0087】従って、図4に示した電源回路において
も、先に図1に示した電源回路と同様、複合共振形とし
てのスイッチングコンバータを構成したうえで、絶縁コ
ンバータトランスPITの二次側に、直交型制御トラン
スPRT−2〜PRT−4を設けることで、各直流出力
電圧EO4〜EO6の定電圧化を図るようにしている。従っ
て、この場合も、図4に示す電源回路から各直流出力電
圧EO4〜EO6の定電圧化に伴う電力損失の総計は約2.
4Wとなり、図8に示した従来の電源回路の電力損失と
比較すれば、電力損失を約4.1W低減することができ
る。よって、交流入力電力を約4.5W低減することが
でき、それだけ省エネルギー化を図ることができる。
Therefore, in the power supply circuit shown in FIG. 4, similarly to the power supply circuit shown in FIG. 1, a switching converter of a complex resonance type is formed, and then the secondary side of the insulating converter transformer PIT is provided. By providing the orthogonal control transformers PRT-2 to PRT-4, the DC output voltages EO4 to EO6 can be made constant. Therefore, also in this case, the total power loss due to the constant voltage of each of the DC output voltages EO4 to EO6 from the power supply circuit shown in FIG.
4 W, which is approximately 4.1 W lower than the power loss of the conventional power supply circuit shown in FIG. Therefore, AC input power can be reduced by about 4.5 W, and energy can be saved accordingly.

【0088】また、この場合も3端子シリーズレギュレ
ータが不要になるので、3端子シリーズレギュレータに
付ける放熱板や、スイッチングノイズや高周波のリップ
ル電圧を抑制するための対策部品なども不要になるた
め、その分、部品点数を削減でき、部品コストの低減を
図ることができる。
Also, in this case, a three-terminal series regulator is not required, so that a heat sink attached to the three-terminal series regulator and a countermeasure component for suppressing switching noise and high-frequency ripple voltage are not required. Accordingly, the number of parts can be reduced, and the cost of parts can be reduced.

【0089】さらにまた、図5に示す波形図には示され
ていないが、この場合もスイッチング素子Q1のZVS
領域が拡大されるため、図8に示した従来の電源回路に
比べて交流入力電圧や負荷電力の変動に対する制御範囲
の拡大を図ることが可能になる。
Further, although not shown in the waveform diagram of FIG. 5, also in this case, the ZVS of switching element Q1
Since the area is enlarged, it becomes possible to expand the control range with respect to the fluctuation of the AC input voltage and the load power as compared with the conventional power supply circuit shown in FIG.

【0090】なお、これまで説明した本実施の形態にお
いては、電源回路の一次側回路の構成を自励形の電圧共
振コンバータとして説明しているが、これおはあくまで
も一例であり、本発明としては例えば他励式の電圧共振
コンバータなどによっても構成することが可能とされ
る。
In the above-described embodiment, the configuration of the primary circuit of the power supply circuit is described as a self-excited voltage resonance converter. However, this is merely an example, and the present invention is not limited thereto. Can be constituted by, for example, a separately excited voltage resonance converter.

【0091】また、本実施の形態においては、一次側に
対して自励式による共振コンバータを備えた構成の下で
定電圧制御を行うための制御トランスとして直交形制御
トランスPRTが用いられているが、この直交形制御ト
ランスPRTの代わりに、先に本出願人により提案され
た斜交形制御トランスを採用することができる。上記斜
交形制御トランスの構造としては、ここでの図示は省略
するが、例えば直交形制御トランスの場合と同様に、4
本の磁脚を有する2組のダブルコの字形コアを組み合わ
せることで立体型コアを形成する。そして、この立体形
コアに対して制御巻線NC1と駆動巻線NBを巻装するの
であるが、この際に、制御巻線と駆動巻線の巻方向の関
係が斜めに交差する関係となるようにされる。具体的に
は、制御巻線NC1と駆動巻線NBの何れか一方の巻線
を、4本の磁脚のうちで互いに隣り合う位置関係にある
2本の磁脚に対して巻装し、他方の巻線を対角の位置関
係にあるとされる2本の磁脚に対して巻装するものであ
る。そして、このような斜交形制御トランスを備えた場
合には、駆動巻線を流れる交流電流が負の電流レベルか
ら正の電流レベルとなった場合でも駆動巻線のインダク
タンスが増加するという動作傾向が得られる。これによ
り、スイッチング素子をターンオフするための負方向の
電流レベルは増加して、スイッチング素子の蓄積時間が
短縮されることになるので、これに伴ってスイッチング
素子のターンオフ時の下降時間も短くなり、スイッチン
グ素子の電力損失をより低減することが可能になるもの
である。
Further, in this embodiment, the orthogonal control transformer PRT is used as a control transformer for performing constant voltage control under a configuration having a self-excited resonance converter for the primary side. Instead of the orthogonal control transformer PRT, an oblique control transformer previously proposed by the present applicant can be employed. Although the illustration of the structure of the oblique control transformer is omitted here, as in the case of the orthogonal control transformer, for example, 4
A three-dimensional core is formed by combining two sets of double U-shaped cores having two magnetic legs. Then, the control winding NC1 and the driving winding NB are wound around the three-dimensional core. At this time, the winding directions of the control winding and the driving winding obliquely intersect. To be. Specifically, one of the control winding NC1 and the drive winding NB is wound around two magnetic legs adjacent to each other among the four magnetic legs, The other winding is wound around two magnetic legs which are considered to be in a diagonal positional relationship. When such an oblique control transformer is provided, even when the AC current flowing through the drive winding changes from a negative current level to a positive current level, the operation tendency that the inductance of the drive winding increases. Is obtained. As a result, the current level in the negative direction for turning off the switching element increases, and the accumulation time of the switching element is shortened.Accordingly, the fall time at the time of turning off the switching element is also shortened, The power loss of the switching element can be further reduced.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上説明したように本発明のスイッチン
グ電源回路は、絶縁コンバータトランスの第2の二次巻
線に発生する交番電圧から第2〜第4の直流出力電圧を
得る際には、制御トランスによって構成される第2の定
電圧制御手段により、第2〜第4の直流出力電圧の定電
圧化を図るようにしている。このような構成とした場合
は、第2〜第4の直流出力電圧の定電圧化に伴う電力損
失を、従来の電源回路に比べて低減することができるた
め、交流入力電力を低減することも可能になり、省エネ
ルギー化を図ることができる。
As described above, the switching power supply circuit according to the present invention, when obtaining the second to fourth DC output voltages from the alternating voltage generated in the second secondary winding of the insulating converter transformer, The second to fourth DC output voltages are made constant by a second constant voltage control means constituted by a control transformer. In the case of such a configuration, since the power loss due to the constant voltage of the second to fourth DC output voltages can be reduced as compared with the conventional power supply circuit, the AC input power can also be reduced. It is possible to achieve energy saving.

【0093】また、従来の電源回路のように、定電圧化
した第2〜第4の直流出力電圧を得るために3端子シリ
ーズレギュレータやDC−DCコンバータを設ける必要
がないため、3端子シリーズレギュレータに取り付けら
れる放熱板が不要になると共に、DC−DCコンバータ
において発生するスイッチングノイズや高周波のリップ
ル電圧を抑制するための対策部品等が不要になる。よっ
て、従来の電源回路に比べて部品点数を削減することが
でき、その分、部品コストを安価なものとすることがで
きる。
Further, unlike the conventional power supply circuit, it is not necessary to provide a three-terminal series regulator or a DC-DC converter to obtain the constant second to fourth DC output voltages. A heat sink attached to the DC-DC converter becomes unnecessary, and a countermeasure component for suppressing switching noise and high-frequency ripple voltage generated in the DC-DC converter becomes unnecessary. Therefore, the number of components can be reduced as compared with the conventional power supply circuit, and the component cost can be reduced accordingly.

【0094】さらにまた、本発明では、スイッチング素
子の安定動作領域とされるZVS領域を、従来に比べて
拡大することができるので、従来の電源回路と比較した
場合は、交流入力電圧や負荷電力の変動に対する制御範
囲を拡大することが可能になる。
Furthermore, in the present invention, the ZVS region, which is a stable operation region of the switching element, can be expanded as compared with the conventional power supply circuit. It is possible to extend the control range for the fluctuation of

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

【図1】本発明の第1の実施の形態とされる電源回路の
構成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した電源回路の要部の動作を示す波形
図である。
FIG. 2 is a waveform chart showing an operation of a main part of the power supply circuit shown in FIG.

【図3】図1に示した電源回路に備えられている直交形
制御トランスの構成と、そのインダクタンス重畳特性を
示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an orthogonal control transformer provided in the power supply circuit shown in FIG. 1 and an inductance superposition characteristic thereof.

【図4】本発明の第2の実施の形態とされる電源回路の
構成を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a power supply circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4に示した電源回路の要部の動作を示す波形
図である。
FIG. 5 is a waveform chart showing an operation of a main part of the power supply circuit shown in FIG.

【図6】絶縁コンバータトランスの構造を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure of the insulating converter transformer.

【図7】相互インダクタンスが+M/−Mの場合の各動
作を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing each operation when the mutual inductance is + M / −M.

【図8】従来の電源回路の構成を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional power supply circuit.

【図9】図8に示した電源回路の要部の動作を示した波
形図である。
9 is a waveform chart showing an operation of a main part of the power supply circuit shown in FIG.

【図10】図8に示した電源回路の負荷電力に対する直
流出力電圧の変動を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a change in DC output voltage with respect to load power of the power supply circuit shown in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜4 制御回路、5a〜5c RCスナバ回路、Ci
平滑コンデンサ、Cr 一次側並列共振コンデンサ、
C2 二次側並列共振コンデンサ、CB 共振コンデン
サ、CS2〜CS4 コンデンサ、DD1 クランプダイオー
ド、DO1〜DO6整流ダイオード、N1 一次巻線、N2
N5A N5B 二次巻線、NB 駆動巻線、NC1〜NC4
制御巻線、NR2〜NR4 被制御巻線、PIT 絶縁コン
バータトランス、PRT−1〜PRT−4 直交形制御
トランス、Q1 スイッチング素子、R1 R2 RS2〜
RS4 RB 抵抗
1-4 control circuit, 5a-5c RC snubber circuit, Ci
Smoothing capacitor, Cr primary side parallel resonance capacitor,
C2 secondary parallel resonance capacitor, CB resonance capacitor, CS2-CS4 capacitor, DD1 clamp diode, DO1-DO6 rectifier diode, N1 primary winding, N2
N5A N5B secondary winding, NB drive winding, NC1 to NC4
Control winding, NR2 to NR4 Controlled winding, PIT isolation converter transformer, PRT-1 to PRT-4 orthogonal control transformer, Q1 switching element, R1 R2 RS2 to
RS4 RB resistance

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された直流入力電圧を断続して出力
するためのスイッチング素子を備えて形成されるスイッ
チング手段と、 上記スイッチング手段の動作を電圧共振形とする一次側
並列共振回路が形成されるようにして備えられる一次側
並列共振コンデンサと、 一次側の出力を二次側に伝送するために設けられ、一次
側には一次側巻線が巻回され、二次側には、少なくとも
第1の二次巻線の部分と、この第1の二次側巻線に対し
て巻き上げるように形成した第2の二次巻線の部分とを
有する二次側巻線が巻回されると共に、上記一次側巻線
と上記二次側巻線とについては疎結合とされる所要の結
合度が得られるようにされた絶縁コンバータトランス
と、 上記二次側巻線に対して二次側並列共振コンデンサを並
列に接続することで形成される二次側並列共振回路と、 上記二次側並列共振回路を含んで形成され、上記二次側
巻線から得られる交番電圧について半波整流動作を行う
ことで、直流出力電圧を得るように構成された第1の直
流出力電圧生成手段と、 上記直流出力電圧レベルに応じて、上記スイッチング素
子のスイッチング周波数を可変制御すると共に、スイッ
チング周期内のオフ期間を一定としたうえで、オン期間
を可変するようにして上記スイッチング素子をスイッチ
ング駆動することで、定電圧制御を行うようにされる第
1の定電圧制御手段と、 上記第2の二次巻線から得られる交番電圧について、そ
れぞれ半波整流動作を行う半波整流回路が設けられ、第
2、第3、第4の直流出力電圧を得るように構成された
第2の直流出力電圧生成手段と、 上記第2の二次巻線と、上記第2、第3、第4の直流出
力電圧を得るためにそれぞれ設けられた半波整流回路と
の間に挿入される被制御巻線と、これら被制御巻線のイ
ンダクタンスをそれぞれ制御する制御巻線とから成る制
御トランスを有し、上記第2、第3、第4の直流出力電
圧レベルに応じて、上記被制御巻線のインダクタンスを
それぞれ可変制御することで、上記第2、第3、第4の
直流出力電圧の定電圧制御を行うようにされる第2の定
電圧制御手段と、 を備えることを特徴とするスイッチング電源回路。
1. A switching means formed with a switching element for intermittently outputting an input DC input voltage, and a primary-side parallel resonance circuit having a voltage resonance type operation of the switching means. A primary side parallel resonance capacitor provided in such a manner as to be provided for transmitting the output of the primary side to the secondary side, a primary side winding is wound on the primary side, and at least the A secondary winding having a secondary winding portion and a second secondary winding portion formed so as to be wound up with respect to the first secondary winding is wound. An insulation converter transformer configured to obtain a required degree of coupling that is loosely coupled with respect to the primary winding and the secondary winding; and a secondary parallel to the secondary winding. Formed by connecting resonant capacitors in parallel A secondary side parallel resonance circuit is formed including the secondary side parallel resonance circuit, and is configured to obtain a DC output voltage by performing a half-wave rectification operation on an alternating voltage obtained from the secondary side winding. The first DC output voltage generating means, the switching frequency of the switching element is variably controlled in accordance with the DC output voltage level, and the ON period is variable while the OFF period in the switching cycle is constant. The first constant voltage control means for performing the constant voltage control by switching driving of the switching element as described above, and the alternating voltage obtained from the second secondary winding, each of which is a half-wave. A second DC output voltage generating means provided with a half-wave rectifier circuit for performing a rectifying operation, and configured to obtain second, third, and fourth DC output voltages; and the second secondary winding And a controlled winding inserted between a half-wave rectifier circuit provided to obtain the second, third, and fourth DC output voltages, and controls the inductance of the controlled winding. And a control transformer comprising a control winding that controls the inductance of the controlled winding according to the second, third, and fourth DC output voltage levels. And a second constant voltage control means for performing constant voltage control of the third and fourth DC output voltages.
【請求項2】 上記第2、第3、第4の直流出力電圧を
得るために、それぞれ設けられた半波整流回路を形成す
る整流ダイオードのアノードと、二次側アースとの間に
は、それぞれスナバ回路が接続されていることを特徴と
する請求項1に記載のスイッチング電源回路。
2. In order to obtain the second, third, and fourth DC output voltages, an anode of a rectifier diode forming a half-wave rectifier circuit and a secondary-side ground are provided between the anode and the rectifier diode. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein a snubber circuit is connected to each of the switching power supply circuits.
【請求項3】 上記第2の二次巻線は、テレビジョン受
像機の垂直偏向用電圧を得るための巻線とされることを
特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源回路。
3. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein said second secondary winding is a winding for obtaining a vertical deflection voltage of a television receiver.
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WO2004062076A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-22 Sony Corporation Switching power supply circuit
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