JP2002171757A - Switching power circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばテレビジョ
ン受像器などに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, for example, a television receiver.
【0002】[0002]
【従来の技術】テレビジョン受像機、プロジェクタ装置
などにおいては、表示デバイスとして陰極線管(以下C
RT(Cathode Ray Tube)という)を採用したものが広
く普及している。例えば本出願人が先行技術として提案
した、CRTを備えた各種ディスプレイ装置に搭載でき
るスイッチング電源回路の例を図6に示す。2. Description of the Related Art In a television receiver, a projector, or the like, a cathode ray tube (hereinafter referred to as C) is used as a display device.
RT (Cathode Ray Tube)) is widely used. For example, FIG. 6 shows an example of a switching power supply circuit that can be mounted on various display devices provided with a CRT, proposed as a prior art by the present applicant.
【0003】先行技術としての図6の回路では、先ず、
商用交流電源(交流入力電圧VAC)を入力して直流入力
電圧を得るための整流平滑回路として、ブリッジ整流回
路Di及び平滑コンデンサCiから成る全波整流平滑回
路が備えられ、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(直流入力電圧)Eiを生成するよう
にされる。In the circuit of FIG. 6 as a prior art, first,
As a rectifying and smoothing circuit for receiving a commercial AC power supply (AC input voltage VAC) to obtain a DC input voltage, a full-wave rectifying and smoothing circuit including a bridge rectifying circuit Di and a smoothing capacitor Ci is provided. A rectified smoothed voltage (DC input voltage) Ei corresponding to the double level is generated.
【0004】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)が用いられている。[0004] The switching converter that receives the DC input voltage Ei and is intermittent is provided with 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.
【0005】スイッチング素子Q1のベースは、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。また、スイッチング素子Q1のベースと一次側
アース間には、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
り、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Q
1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の一端と接続され、
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 a current limiting resistor RB and a starting resistor RS, and the emitter is grounded to the primary side ground. Further, a series resonance circuit for self-excited oscillation driving, which is composed of a series connection circuit of a drive winding NB, a resonance capacitor CB, and a base current limiting resistor RB, is connected between the base of the switching element Q1 and the primary side ground. The clamp diode DD1 inserted between the base of the switching element Q1 and the negative electrode (primary ground) of the smoothing capacitor Ci forms a path for a clamp current flowing when the switching element Q1 is turned off. Switching element Q
The first collector is connected to one end of a primary winding N1 formed on the primary side of the isolated converter transformer PIT,
Its emitter is grounded.
【0006】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、並列共振コンデンサCr1が並列
に接続されている。この並列共振コンデンサCr1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共振コンデ
ンサCr1の両端に発生する両端電圧V1は、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
るようにされる。A parallel resonance capacitor Cr1 is connected in parallel between the collector and the emitter of the switching element Q1. This parallel resonance capacitor Cr1 is
The primary parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter is formed by its own capacitance and the leakage inductance L1 of the primary winding N1. Although not described in detail here, when the switching element Q1 is turned off, the voltage V1 across the resonance capacitor Cr1 due to the operation of the primary side parallel resonance circuit actually has a sinusoidal pulse waveform. Thus, a voltage resonance type operation is obtained.
【0007】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である。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。The orthogonal control transformer PRT-1 is a saturable reactor in which a resonance current detecting winding ND, a driving 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.
【0008】この場合、直交形制御トランスPRT−1
の共振電流検出巻線NDは、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。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(N
B,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 is used.
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 is connected to the resonance current through the primary winding N1. It is transmitted to the detection winding ND. In the orthogonal control transformer PRT-1, the switching output obtained in the resonance current detection winding ND is induced in the drive winding NB via the transformer coupling, so that the drive winding NB has an alternating voltage as a drive voltage. Voltage is generated. This drive voltage is applied to a series resonance circuit (N
B, CB) is output to the base of the switching element Q1 as a drive current via the base current limiting resistor RB. As a result, the switching element Q1 performs a switching operation at a switching frequency determined by the resonance frequency of the series resonance circuit.
【0009】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の一次側巻線N1の巻始端部は、スイッチング
素子Q1のコレクタに接続され、その巻終端部は共振電
流検出巻線NDの直列接続を介して平滑コンデンサCi
の正極に接続されている。また、その二次側には、第1
の二次側巻線とされる二次巻線N2と、この二次巻線N2
の巻終端部を巻き上げるようにして形成した第2の二次
側巻線とされる三次巻線N3が設けられている。そし
て、この二次巻線N2と三次巻線N3とからなる二次側巻
線(N2+N3)に対して、二次側並列共振コンデンサC
2を並列に接続するようにしている。[0009] Insulation converter transformer (Power Isolation
Transformer) PIT transmits the switching output of switching element Q1 to the secondary side. The winding start end of the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT is connected to the collector of the switching element Q1, and the winding end is connected to the smoothing capacitor Ci through the series connection of the resonance current detection winding ND.
Is connected to the positive electrode. Also, on the secondary side, the first
, And a secondary winding N2
A tertiary winding N3 is provided as a second secondary winding formed by winding up the winding end of the winding. The secondary side parallel resonance capacitor C is connected to the secondary side winding (N2 + N3) including the secondary winding N2 and the tertiary winding N3.
2 are connected in parallel.
【0010】この場合、二次巻線N2の巻始端部は二次
側アースに接続され、その巻終端部は整流ダイオードD
O1のアノードに接続される。そして、この整流ダイオー
ドDO1と平滑コンデンサCO1から成る半波整流平滑回路
によって、110V〜140Vの水平偏向用の直流出力
電圧EO1(例えば135V)を得るようにしている。In this case, the winding start end of the secondary winding N2 is connected to the secondary side ground, and the winding end is connected to the rectifier diode D.
Connected to the anode of O1. A half-wave rectifying / smoothing circuit composed of the rectifying diode DO1 and the smoothing capacitor CO1 obtains a DC output voltage EO1 (for example, 135 V) for horizontal deflection of 110V to 140V.
【0011】また、二次巻線N2の所要位置にはタップ
が設けられており、このタップには整流ダイオードDO2
のアノードを接続するようにしている。そして、この整
流ダイオードDO2と平滑コンデンサCO2から成る半波整
流平滑回路によって、信号系回路用の直流出力電圧EO2
(15V)を得るようにしている。A tap is provided at a required position of the secondary winding N2, and a rectifier diode DO2
The anode is connected. Then, a half-wave rectifying and smoothing circuit including the rectifying diode DO2 and the smoothing capacitor CO2 provides a DC output voltage EO2 for a signal system circuit.
(15V).
【0012】さらに、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N2に巻き上げた三次巻線
N3の巻終端部を、整流ダイオードDO3のアノードと接
続することで、この整流ダイオードDO3と平滑コンデン
サCO3から成る半波整流回路によって、映像出力回路用
の直流出力電圧EO3(200V)を得るようにしている
が、平滑コンデンサCO3の負極側を平滑コンデンサCO1
の正極側に接続することで、平滑コンデンサCO1−CO3
の直列接続回路の両端から映像出力回路用の直流出力電
圧EO3を得るようにしている。即ち、映像出力回路用の
直流出力電圧EO3を得るために、平滑コンデンサCO1の
両端に発生する直流出力電圧EO1に、平滑コンデンサC
O3の両端に発生する直流出力電圧を積み上げる、つまり
二次巻線N2から得られる直流出力電圧EO1と、三次巻
線N3から得られる直流出力電圧を重畳することで直流
出力電圧EO3を得るようにしている。このため、三次巻
線N3、整流ダイオードDO3及び平滑コンデンサCO3か
らなる整流平滑回路の構成としては、直流出力電圧EO3
(200V)から、直流出力電圧EO1(110V〜14
0V)を引いた90V〜60Vの直流出力電圧を得るこ
とができればよい構成とされる。Further, on the secondary side of the insulated converter transformer PIT, the ending of the tertiary winding N3 wound around the secondary winding N2 is connected to the anode of the rectifying diode DO3, thereby connecting the rectifying diode DO3 to the rectifying diode DO3. Although a DC output voltage EO3 (200 V) for the video output circuit is obtained by a half-wave rectifier circuit including the smoothing capacitor CO3, the negative electrode of the smoothing capacitor CO3 is connected to the smoothing capacitor CO1.
Is connected to the positive electrode side of the capacitor, so that the smoothing capacitors CO1-CO3
The DC output voltage EO3 for the video output circuit is obtained from both ends of the series connection circuit. That is, in order to obtain the DC output voltage EO3 for the video output circuit, the DC output voltage EO1 generated across the smoothing capacitor CO1 is added to the smoothing capacitor C01.
The DC output voltage generated at both ends of O3 is accumulated, that is, the DC output voltage EO1 obtained from the secondary winding N2 and the DC output voltage obtained from the tertiary winding N3 are superimposed to obtain the DC output voltage EO3. ing. For this reason, the configuration of the rectifying and smoothing circuit including the tertiary winding N3, the rectifying diode DO3 and the smoothing capacitor CO3 includes a DC output voltage EO3.
(200 V), the DC output voltage EO1 (110 V to 14
0 V) is subtracted and a DC output voltage of 90 V to 60 V can be obtained.
【0013】二次巻線N2と三次巻線N3とからなる二次
側巻線(N2+N3)に対しては、二次側並列共振コンデ
ンサC2が並列に接続されることで、二次側巻線(N2+
N3)のリーケージインダクタンス(L2+L3)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、二次巻線N2及び三
次巻線N3に誘起される交番電圧は共振電圧となり、絶
縁コンバータトランスPITの二次側において電圧共振
動作が得られる。A secondary side parallel resonance capacitor C2 is connected in parallel to a secondary side winding (N2 + N3) composed of a secondary winding N2 and a tertiary winding N3, so that a secondary side winding is provided. (N2 +
N3), the secondary side parallel resonance circuit is formed by the leakage inductance (L2 + L3) and the capacitance of the secondary side parallel resonance capacitor C2, and the alternating voltage induced in the secondary winding N2 and the tertiary winding N3 is the resonance voltage. The voltage resonance operation is obtained on the secondary side of the insulating converter transformer PIT.
【0014】即ち、図6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
並列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. 6, the primary side is provided with a parallel resonance circuit for performing a voltage resonance type switching operation, and the secondary side is provided with a parallel resonance circuit for obtaining a voltage resonance operation. Be provided. In the present specification, a switching converter having a configuration in which a resonance circuit is provided for the primary side and the secondary side and operates as described above is described below.
It is also referred to as a “composite resonance type switching converter”.
【0015】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ており、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レベ
ルEO1の変化に応じて、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Q1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の安定化が図られ
る。The DC output voltage EO1 is also branched and input to the control circuit 1. The control circuit 1 is constituted by, for example, an error amplifier or the like, and changes the orthogonal control transformer PRT-1 according to a change in the DC output voltage level EO1 output from the secondary side of the insulating converter transformer PIT.
, The inductance LB of the drive winding NB wound around the orthogonal control transformer PRT-1 is variably controlled by varying the level of the control current (DC current) supplied to the control winding NC1.
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 frequency of the switching element Q1 is varied. Become. This operation stabilizes the DC output voltage output from the secondary side of the insulating converter transformer PIT.
【0016】なお、このように駆動巻線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の
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、この電源回路では、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)も行って
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。The orthogonal control transformer PRT- which variably controls the inductance LB of the drive winding NB as described above.
When the switching element Q1 is provided, a period TOFF during which the switching element Q1 is turned off in varying the switching frequency.
Is kept constant, and the ON period TON is variably controlled. That is, in this power supply circuit, as a constant voltage control operation, the switching frequency is variably controlled to perform resonance impedance control on the switching output, and at the same time, the conduction angle control (PWM control) of the switching element Q1 in the switching cycle is also performed. You can see what you are doing. This complex control operation is realized by a set of control circuit systems. In the present specification, such complex control is also referred to as “complex control method”.
【0017】さらに、図6に示した電源回路において
は、二次側並列共振コンデンサC2と並列に、直列共振
コンデンサC3、高圧発生トランスHVTの一次巻線N
4、直交形制御トランスPRT−2の被制御巻線(主巻
線)NRの直列接続からなる直列共振回路が設けられて
いる。つまり、二次側並列共振コンデンサC2に対し
て、絶縁コンバータトランスPITの二次側巻線(N2
+N3)と、直列共振コンデンサC3−一次側巻線N4−
被制御巻線NRからなる直列共振回路が、それぞれ並列
に接続されていることになる。Further, in the power supply circuit shown in FIG. 6, a series resonance capacitor C3 and a primary winding N of the high voltage generating transformer HVT are connected in parallel with the secondary side parallel resonance capacitor C2.
4. A series resonance circuit comprising a series connection of the controlled winding (main winding) NR of the orthogonal control transformer PRT-2 is provided. That is, the secondary winding (N2) of the insulating converter transformer PIT is connected to the secondary parallel resonance capacitor C2.
+ N3) and the series resonance capacitor C3-the primary winding N4-
The series resonance circuits composed of the controlled windings NR are connected in parallel.
【0018】このような構成とされる電源回路において
は、絶縁コンバータトランスPITが複合共振形スイッ
チングコンバータとして動作することによって、二次側
並列共振コンデンサC2の両端には共振パルス電圧が発
生する。そして、絶縁コンバータトランスPITに発生
する正の共振パルス電圧から直流出力電圧EO3を得ると
共に、二次側並列共振コンデンサC2に発生する共振パ
ルス電圧を直列共振コンデンサC3を介して高圧発生ト
ランスHVTの一次側巻線N4に入力するようにしてい
る。この場合、高圧発生トランスHVTの一次側には、
直列共振コンデンサC3−一次側巻線N4−被制御巻線N
Rからなる直列共振回路が形成されていることから、二
次側並列共振コンデンサC2の両端に発生する共振パル
ス電圧V2は、直流共振コンデンサC3のキャパシタンス
と、高圧発生トランスHVTの一次側巻線N4のインダ
クタンス、及び直交形制御トランスPRT−2の被制御
巻線NRのインダクタンスLRによる直列共振動作によっ
て、高圧発生トランスHVTの一次巻線N4を流れる電
流I4及び一次巻線N4の両端電圧V4が、共に略正弦波
状の共振波形となる。In the power supply circuit having such a configuration, the isolated converter transformer PIT operates as a complex resonance type switching converter, so that a resonance pulse voltage is generated across the secondary side parallel resonance capacitor C2. Then, a DC output voltage EO3 is obtained from a positive resonance pulse voltage generated in the insulating converter transformer PIT, and a resonance pulse voltage generated in the secondary-side parallel resonance capacitor C2 is converted to a primary voltage of the high-voltage generation transformer HVT through the series resonance capacitor C3. The input is made to the side winding N4. In this case, on the primary side of the high-voltage generating transformer HVT,
Series resonance capacitor C3-primary side winding N4-controlled winding N
Since the series resonance circuit composed of R is formed, the resonance pulse voltage V2 generated at both ends of the secondary parallel resonance capacitor C2 depends on the capacitance of the DC resonance capacitor C3 and the primary winding N4 of the high voltage generation transformer HVT. , And the current I4 flowing through the primary winding N4 of the high-voltage generating transformer HVT and the voltage V4 across the primary winding N4 by the series resonance operation of the inductance LR of the controlled winding NR of the orthogonal control transformer PRT-2. Both have substantially sinusoidal resonance waveforms.
【0019】直交形制御トランスPRT−2は、被制御
巻線NR、及び制御巻線NC2が巻装された可飽和リアク
トルとされ、後述する高圧発生回路4から出力される高
圧直流出力電圧EHVの定電圧制御のために設けられる。
直交形制御トランスPRT−2の構造については後述す
る。この直交形制御トランスPRT−2は、制御巻線N
C2を流れる制御電流(直流電流)IC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が、例えば
50μH〜10μHの範囲で変化するものとなる。即
ち、直交形制御トランスPRT−2は、高圧直流出力電
圧EHVの定電圧化を図るために、高圧発生トランスHV
Tの一次側巻線N4との直列に接続されている被制御巻
線NRのインダクタンスを可変制御することで、高圧発
生トランスHVTの一次側に形成されている直列共振回
路のインダクタンス制御を行うものとされる。The orthogonal control transformer PRT-2 is a saturable reactor in which the controlled winding NR and the control winding NC2 are wound, and outputs a high-voltage DC output voltage EHV output from a high-voltage generation circuit 4 described later. Provided for constant voltage control.
The structure of the orthogonal control transformer PRT-2 will be described later. The orthogonal control transformer PRT-2 includes a control winding N
According to the level of the control current (DC current) IC flowing through C2, the inductance LR of the controlled winding NR changes within a range of, for example, 50 μH to 10 μH. That is, the orthogonal control transformer PRT-2 is provided with a high-voltage generating transformer HV in order to make the high-voltage DC output voltage EHV a constant voltage.
The variable inductance of the controlled winding NR connected in series with the primary winding N4 of T controls the inductance of the series resonance circuit formed on the primary side of the high voltage generating transformer HVT. It is said.
【0020】一点破線で囲って示した高圧発生回路4
は、高圧発生トランスHVTと高圧整流回路によって構
成されており、高圧発生トランスHVTの一次側巻線N
4に発生する共振電圧V4を昇圧して、例えばCRTのア
ノード電圧レベルに対応した高電圧を生成する。このた
め、高圧発生トランスHVTの二次側には、5組の昇圧
巻線NHV(NHV1〜NHV5)がスリット捲き、或いは層間
捲きによって分割されて巻装されている。この場合、一
次側巻線N4と各昇圧巻線NHVとは密結合となるように
巻装され、しかもその極性(巻方向)は逆方向となるよ
うに巻装される。従って、高圧発生トランスHVTの二
次側には、一次側巻線N4に発生する共振電圧V4の負の
共振電圧を反転すると共に、昇圧巻線NHVと一次側巻線
N4との巻線比(NHV/N4)によって昇圧した昇圧電圧
が得られることになる。High-voltage generating circuit 4 enclosed by a dashed line
Is composed of a high-voltage generating transformer HVT and a high-voltage rectifier circuit.
4 to raise the resonance voltage V4 to generate a high voltage corresponding to, for example, the anode voltage level of the CRT. Therefore, on the secondary side of the high-voltage generating transformer HVT, five sets of step-up windings NHV (NHV1 to NHV5) are divided and wound by slit winding or interlayer winding. In this case, the primary winding N4 and each boost winding NHV are wound so as to be tightly coupled, and are wound so that their polarities (winding directions) are opposite. Therefore, on the secondary side of the high voltage generating transformer HVT, the negative resonance voltage of the resonance voltage V4 generated in the primary winding N4 is inverted, and the winding ratio of the boost winding NHV and the primary winding N4 ( NHV / N4) to obtain a boosted voltage.
【0021】各々の昇圧巻線NHV1〜NHV5の巻終端部に
対しては、高圧整流ダイオードDHV1,DHV2,DHV3,
DHV4,DHV5のアノード側が接続されている。そして、
高圧整流ダイオードDHV1のカソードが平滑コンデンサ
COHVの正極端子に接続され、残る高圧整流ダイオード
DHV2〜DHV5の各カソードが、それぞれ昇圧巻線NHV1
〜NHV4の巻始端部に対して接続される。即ち、高圧発
生トランスHVTの二次側には、[昇圧巻線NHV1、高
圧整流ダイオードDHV1]、[昇圧巻線NHV2、高圧整流
ダイオードDHV2]、[昇圧巻線NHV3、高圧整流ダイオ
ードDHV3]、[昇圧巻線NHV4、高圧整流ダイオードD
HV4]、[昇圧巻線NHV5、高圧整流ダイオードDHV5]
という5組の半波整流回路が直列に接続された、いわゆ
るマルチシングラー方式の半波整流回路が形成されてい
ることになる。The high voltage rectifier diodes DHV1, DHV2, DHV3,
The anode sides of DHV4 and DHV5 are connected. And
The cathode of the high-voltage rectifier diode DHV1 is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor COHV, and the remaining cathodes of the high-voltage rectifier diodes DHV2 to DHV5 are connected to the step-up windings NHV1 respectively.
To NHV4. That is, on the secondary side of the high-voltage generating transformer HVT, [boost winding NHV1, high-voltage rectifier diode DHV1], [boost winding NHV2, high-voltage rectifier diode DHV2], [boost winding NHV3, high-voltage rectifier diode DHV3], [ Boost winding NHV4, high voltage rectifier diode D
HV4], [Step-up winding NHV5, High-voltage rectifier diode DHV5]
That is, a so-called multisingle-type half-wave rectification circuit in which five sets of half-wave rectification circuits are connected in series is formed.
【0022】従って、高圧発生トランスHVTの二次側
においては、5組の半波整流回路が昇圧巻線NHV1〜NH
V5に誘起された電流を整流して平滑コンデンサCOHVに
対して充電するという動作が行われ、平滑コンデンサC
OHVの両端には、各昇圧巻線NHV1〜NHV5に誘起される
誘起電圧の約5倍に対応するレベルの高圧直流出力電圧
(アノード電圧)EHVが得られることになる。Therefore, on the secondary side of the high-voltage generating transformer HVT, five sets of half-wave rectifier circuits are provided by the boost windings NVH1 to NHH.
The operation of rectifying the current induced in V5 and charging the smoothing capacitor COHV is performed.
At both ends of the OHV, a high-voltage DC output voltage (anode voltage) EHV having a level corresponding to about five times the induced voltage induced in each of the boost windings NHV1 to NHV5 is obtained.
【0023】また、高圧整流ダイオードDHV4のカソー
ドと二次側アースとの間にはコンデンサCOFVが挿入さ
れており、このコンデンサCOFVの両端に得られる上記
アノード電圧EHVより低い電圧レベルの高圧直流出力電
圧(フォーカス電圧)EFVが得られる。A capacitor COFV is inserted between the cathode of the high voltage rectifier diode DHV4 and the secondary side ground, and a high voltage DC output voltage having a voltage level lower than the anode voltage EHV obtained across the capacitor COFV. (Focus voltage) EFV is obtained.
【0024】さらに、高圧整流ダイオードDHV1のカソ
ードと二次側アースとの間には、抵抗R1−抵抗R2から
なる直列回路が接続されており、これら抵抗R1,R2に
より分圧した電圧が制御回路2に入力される。制御回路
2もまた、例えば誤差増幅器等によって構成され、高圧
直流出力電圧EHVより得られる電圧のレベル変化に応じ
て、直交形制御トランスPRT−2の制御巻線NC2に流
す制御電流(直流電流)レベルICを可変することで、
被制御巻線NRのインダクタンスLRを可変制御する。そ
して、高圧発生トランスHVTの一次側巻線N4に流れ
る電流I4を可変することで、アノード電圧EHV及びフ
ォーカス電圧EFVの定電圧化を図るようにしている。Further, a series circuit including a resistor R1 and a resistor R2 is connected between the cathode of the high voltage rectifier diode DHV1 and the secondary side ground, and a voltage divided by the resistors R1 and R2 is used as a control circuit. 2 is input. The control circuit 2 is also formed of, for example, an error amplifier, and controls the control current (DC current) flowing through the control winding NC2 of the orthogonal control transformer PRT-2 in accordance with the level change of the voltage obtained from the high-voltage DC output voltage EHV. By varying the level IC,
The inductance LR of the controlled winding NR is variably controlled. The anode voltage EHV and the focus voltage EFV are made constant by varying the current I4 flowing through the primary winding N4 of the high voltage generating transformer HVT.
【0025】この電源回路の動作波形を図7に示す。図
7(a)〜(f)は、例えば交流入力電圧VACが100
Vで、高圧直流出力電圧EHV=30.5KV、高圧電流
IHV=4mA時の動作波形であり、図7(g)〜(l)
は、例えば交流入力電圧VACが100Vで、高圧直流出
力電圧EHV=30.5KV、高圧電流IHV=0mA時の
動作波形である。FIG. 7 shows operation waveforms of the power supply circuit. FIGS. 7A to 7F show that the AC input voltage VAC is 100, for example.
FIG. 7 (g) to FIG. 7 (l) are operating waveforms when the high voltage DC output voltage EHV = 30.5 KV and the high voltage current IHV = 4 mA.
Is an operation waveform when, for example, the AC input voltage VAC is 100 V, the high-voltage DC output voltage EHV is 30.5 KV, and the high-voltage current IHV is 0 mA.
【0026】高圧発生回路4の高圧負荷が最大負荷電力
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90.9kHzとなるように制御され、実
際のスイッチング素子Q1のオン/オフ期間TON/TOFF
としては7.4μs/3.6μsとなる。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Cr1の両端に発生する共振電圧V1としては、図7
(a)に示すように、スイッチング素子Q1 がオフとな
る期間TOFFにおいて、正弦波状のパルスとなる波形が
得られ、スイッチングコンバータの動作が電圧共振形と
なっていることが分かる。またこの時、スイッチング素
子Q1には、図7(b)に示すようなコレクタ電流ICP
が流れる。例えばスイッチング素子Q1のターンオン時
には、クランプダイオードDD1、スイッチング素子Q1
のベース−コレクタを介して一次側巻線N1にダンパー
電流(負方向)が流れ、このダンパー電流が流れるダン
パー期間(例えば1.4μs)が終了すると、コレクタ
電流ICは負レベルから正レベルの方向に急激にレベル
が上昇していくことになる。When the high-voltage load of the high-voltage generating circuit 4 is set to the maximum load power, the switching frequency of the switching element Q1 is controlled so as to be, for example, 90.9 kHz, and the actual ON / OFF period TON / OFF of the switching element Q1 is controlled. TOFF
Is 7.4 μs / 3.6 μs. The resonance voltage V1 generated across the parallel resonance capacitor Cr1 by the on / off operation of the switching element Q1 is shown in FIG.
As shown in (a), in the period TOFF during which the switching element Q1 is turned off, a sine-wave-like waveform is obtained, indicating that the operation of the switching converter is of the voltage resonance type. At this time, the switching element Q1 has a collector current ICP as shown in FIG.
Flows. For example, when the switching element Q1 is turned on, the clamp diode DD1, the switching element Q1
When the damper current (negative direction) flows through the primary winding N1 through the base-collector of the first embodiment, and the damper period (for example, 1.4 .mu.s) in which the damper current flows ends, the collector current IC changes from the negative level to the positive level The level will rise rapidly.
【0027】このような動作により、絶縁コンバータト
ランスPITの二次側巻線(N2+N3)には、図7
(d)に示すような共振電流I2が流れ、二次側並列共
振コンデンサC2に発生する電圧V2は、図7(c)に示
すように、スイッチング素子Q1がオンとなる期間は、
整流ダイオードDO1,DO3の動作によって、その電圧レ
ベルが200Vとされる正の電圧レベルとなり、スイッ
チング素子Q1がオフとなる期間TOFFにおいては、その
ピーク電圧レベルが500Vpとされる負の共振パルス
電圧となる。そして、この二次側共振コンデンサC2に
発生する共振パルス電圧が、高圧発生トランスHVTの
一次側巻線N4、直交形制御トランスPRT−2の被制
御巻線NRと共に直列共振回路を形成している直列共振
コンデンサC3を介して一次側巻線N4に入力されること
で、一次側巻線N4の両端に発生する共振電圧V4は、図
7(e)に示すように、そのピーク電圧レベルが400
Vpとされる共振電圧波形になると共に、一次側巻線N
4を流れる共振電流I4は、図7(f)に示すように、そ
のピーク値が2Apとされる共振電流波形となる。By such an operation, the secondary winding (N2 + N3) of the insulated converter transformer PIT is connected as shown in FIG.
As shown in FIG. 7D, the resonance current I2 flows, and the voltage V2 generated in the secondary-side parallel resonance capacitor C2, as shown in FIG.
Due to the operation of the rectifier diodes DO1, DO3, the voltage level becomes a positive voltage level of 200 V, and during a period TOFF during which the switching element Q1 is turned off, a negative resonance pulse voltage whose peak voltage level is 500 Vp Become. The resonance pulse voltage generated in the secondary resonance capacitor C2 forms a series resonance circuit with the primary winding N4 of the high voltage generation transformer HVT and the controlled winding NR of the orthogonal control transformer PRT-2. The resonance voltage V4 generated at both ends of the primary winding N4 by being input to the primary winding N4 via the series resonance capacitor C3 has a peak voltage level of 400 as shown in FIG.
Vp and the primary winding N
As shown in FIG. 7F, the resonance current I4 flowing through 4 has a resonance current waveform having a peak value of 2 Ap.
【0028】一方、高圧発生回路4の高圧負荷が最小負
荷電力(無負荷)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、実際のスイッチング素子Q1のオン/オフ
期間TON/TOFFとしては6.4μs/3.6μsとな
る。この場合、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Cr1の両端に発生する
共振電圧V1としては、図7(g)に示すように、スイ
ッチング素子Q1 がオフとなる期間TOFFにおいて正弦
波状のパルスとなる波形が得られる。この時、スイッチ
ング素子Q1には、図7(h)に示すようなコレクタ電
流ICPが流れるが、この場合はスイッチング素子Q1の
ターンオン時に流れるダンパー電流の期間が約2μsと
され、先に、図7(b)に示した最大負荷電力時のダン
パー期間(1.4μs)に比べて長くなっている。On the other hand, when the high voltage load of the high voltage generation circuit 4 is set to the minimum load power (no load), the switching element Q1
Is controlled to be, for example, 100 kHz, and the actual ON / OFF period TON / TOFF of the switching element Q1 is 6.4 μs / 3.6 μs. In this case, the resonance voltage V1 generated at both ends of the parallel resonance capacitor Cr1 by the on / off operation of the switching element Q1 is a sinusoidal wave during the period TOFF when the switching element Q1 is off, as shown in FIG. Is obtained. At this time, the collector current ICP as shown in FIG. 7 (h) flows through the switching element Q1. In this case, the period of the damper current flowing when the switching element Q1 is turned on is set to about 2 μs. It is longer than the damper period (1.4 μs) at the time of the maximum load power shown in (b).
【0029】このような動作により、絶縁コンバータト
ランスPITの二次側巻線(N2+N3)には、図7
(j)に示すような共振電流I2が流れ、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7
(i)に示すようになる。そして、この二次側共振コン
デンサC2に発生する負の共振パルスが直列共振コンデ
ンサC3を介して高圧発生トランスHVTの一次側巻線
N4に入力され、一次側巻線N4の両端電圧V4の波形
は、図7(k)に示すような共振波形となり、一次側巻
線N4を流れる電流I4の電流波形は、図7(l)に示す
ような共振波形となる。By such an operation, the secondary winding (N2 + N3) of the insulated converter transformer PIT is connected to FIG.
As shown in FIG. 7 (j), the resonance current I2 flows, and the voltage V2 generated across the secondary-side parallel resonance capacitor C2 is as shown in FIG.
As shown in (i). The negative resonance pulse generated in the secondary resonance capacitor C2 is input to the primary winding N4 of the high voltage generating transformer HVT via the series resonance capacitor C3, and the waveform of the voltage V4 across the primary winding N4 is 7 (k), and the current waveform of the current I4 flowing through the primary winding N4 becomes a resonance waveform as shown in FIG. 7 (l).
【0030】図8に直交形制御トランスPRT−2の構
造を示す。図8(a)はその全体構造を説明するための
外観斜視図、図8(b)は巻装される巻線の巻線方向を
説明するための断面斜視図である。図8(a)に示すよ
うに、直交形制御トランスPRT−2は、2つのダブル
コの字形コア21,22を組み合わせた立体形コア20
によって形成されている。一方のダブルコの字形コア2
1は、図8(a)(b)に示されているように4本の磁
脚21a,21b,21c,21dを有して構成され
る。また、他方のダブルコの字形コア22も、例えば図
8(a)(b)に示されているように4本の磁脚22
a,22b,22c,22dを有して構成される。そし
て、これら2つのダブルコの字形コア21,22の互い
の磁脚21a〜21d,22a〜22dの端部を接合す
ることで立体形コア20が形成されている。FIG. 8 shows the structure of the orthogonal control transformer PRT-2. FIG. 8A is an external perspective view for explaining the overall structure, and FIG. 8B is a cross-sectional perspective view for explaining the winding direction of the wound winding. As shown in FIG. 8A, the orthogonal control transformer PRT-2 is a three-dimensional core 20 in which two double U-shaped cores 21 and 22 are combined.
Is formed by One double U-shaped core 2
1 has four magnetic legs 21a, 21b, 21c and 21d as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). The other double U-shaped core 22 also has four magnetic legs 22 as shown in FIGS. 8A and 8B, for example.
a, 22b, 22c, and 22d. The three-dimensional core 20 is formed by joining the ends of the magnetic legs 21a to 21d and 22a to 22d of the two double U-shaped cores 21 and 22.
【0031】この場合、図8(b)にも示されているよ
うに、例えばダブルコの字形コア21の2本の磁脚21
b,21cには制御巻線NC2が巻回され、ダブルコの字
形コア22の磁脚22c,22dには被制御巻線NRが
巻回されている。つまり、この図8に示す直交形制御ト
ランスPRT−2の場合は、被制御巻線NRに対して制
御巻線NC2 が直交する方向に巻回された可飽和リアク
トルとして構成される。このような直交形制御トランス
PRT−2の制御巻線NC2としては、例えば100μm
φの単線により1000T(ターン)巻回され、直流抵
抗Rc=155Ω、インダクタンスLc=375mHで
ある。制御巻線NCの時定数は、Lc/Rc=2.4m
H/Ωとなる。In this case, as shown in FIG. 8B, for example, the two magnetic legs 21 of the double U-shaped core 21 are used.
A control winding NC2 is wound around b and 21c, and a controlled winding NR is wound around magnetic legs 22c and 22d of the double U-shaped core 22. That is, the orthogonal control transformer PRT-2 shown in FIG. 8 is configured as a saturable reactor in which the control winding NC2 is wound in a direction orthogonal to the controlled winding NR. As the control winding NC2 of the orthogonal control transformer PRT-2, for example, 100 μm
It is wound 1000T (turn) by a single wire of φ, the DC resistance Rc = 155Ω, and the inductance Lc = 375mH. The time constant of the control winding NC is Lc / Rc = 2.4 m
H / Ω.
【0032】[0032]
【発明が解決しようとする課題】以上のように図6のス
イッチング電源回路は、交流入力電圧や高圧負荷電力の
変動に対して高圧直流出力電圧を定電圧化するために、
直交形制御トランスPRT−2を用いて被制御巻線NR
のインダクタンスLRを制御するようにしている。この
ような定電圧化回路によってテレビジョン受像機用の高
圧電源を構成すると、ブラウン管のアノード電流が4.
0mA程度以下であれば白色ピーク信号じの画曲がりは
問題ないレベルであるが、4mA以上では画曲がりのレ
ベルは悪化する。これは、直交形制御トランスPRT−
2の制御巻線NC2の直流制御電流によって高圧直流出力
電圧EHVを制御しているのが原因である。上述のように
制御巻線NCは100μmの単線を1000T巻回して
いる。このため、巻線の直流抵抗が155Ω、インダク
タンスが375mHとなり、高圧負荷が急激に変化する
と巻線の直流抵抗値とインダクタンス値によって制御電
流の時定数が長くなり高圧直流出力電圧EHVの高速過渡
応答特性が悪化している。As described above, the switching power supply circuit shown in FIG. 6 is designed to make the high-voltage DC output voltage constant with respect to the fluctuation of the AC input voltage or the high-voltage load power.
Controlled winding NR using orthogonal control transformer PRT-2
Is controlled. When a high-voltage power supply for a television receiver is constituted by such a voltage-regulating circuit, the anode current of the cathode-ray tube becomes 3.
If it is about 0 mA or less, the level of the image bending due to the white peak signal is a level without any problem, but if it is 4 mA or more, the level of the image bending deteriorates. This is the orthogonal control transformer PRT-
This is because the high-voltage DC output voltage EHV is controlled by the DC control current of the control winding NC2. As described above, the control winding NC has a single wire of 100 μm wound 1000T. Therefore, the DC resistance of the winding becomes 155Ω and the inductance becomes 375 mH. When the high-voltage load changes rapidly, the time constant of the control current becomes longer due to the DC resistance and inductance of the winding, and the high-speed transient response of the high-voltage DC output voltage EHV The characteristics have deteriorated.
【0033】より具体的に述べれば、上記高圧安定化回
路をテレビジョン受像機用の高圧電源として用いる場
合、平均値カソード電流(Ik)は大型テレビでは2.
15mA以上流れないように制限されているが、図9に
示す様な垂直方向の振幅が小さい白ピークの信号で周辺
が黒信号の場合、カソード電流Ikは制限されず8mA
のピーク電流が流れる。したがって、変調度が高い白ピ
ーク信号では高圧負荷電力は30.5KV×8mA=2
44Wとなり、高圧直流出力電圧EHVが低下し、水平方
向の振幅が大きくなる。そこで、高圧直流出力電圧EHV
が低下しないように制御回路2はインダクタンスLRを
低下させて、過大な高圧負荷電力を交流入力電源ACか
ら供給しなければならない。しかしながら、直交形制御
トランスPRT−2の制御巻線NC2の時定数のために、
図9に示す様に、制御巻線NC2の制御電流Icは立下り
と立上がりの過渡時に急速に変化できず、高圧発生トラ
ンスHVTの一次巻線N4の高周波の正弦波電圧V4の
振幅も、時定数を持って変化する。このために例えば図
10のように、本来は実線で示されるような長方形の白
色ピーク画像を表示させたとすると、これが破線で示さ
れるように、台形形状となるようにして歪みが生じるも
のである。More specifically, when the high-voltage stabilizing circuit is used as a high-voltage power supply for a television receiver, the average cathode current (Ik) is 2.
Although the current is limited so as not to flow more than 15 mA, as shown in FIG. 9, in the case of a white peak signal having a small vertical amplitude and a black signal in the periphery, the cathode current Ik is not limited and 8 mA
Peak current flows. Therefore, for a white peak signal having a high degree of modulation, the high voltage load power is 30.5 KV × 8 mA = 2
44 W, the high-voltage DC output voltage EHV decreases, and the amplitude in the horizontal direction increases. Therefore, the high-voltage DC output voltage EHV
The control circuit 2 must supply the excessive high-voltage load power from the AC input power supply AC by lowering the inductance LR so that the voltage does not decrease. However, due to the time constant of the control winding NC2 of the orthogonal control transformer PRT-2,
As shown in FIG. 9, the control current Ic of the control winding NC2 cannot change rapidly during the transition between the fall and the rise, and the amplitude of the high-frequency sine wave voltage V4 of the primary winding N4 of the high-voltage generating transformer HVT also varies with time. It changes with a constant. For this reason, for example, as shown in FIG. 10, if a rectangular white peak image originally indicated by a solid line is displayed, the image is distorted so as to have a trapezoidal shape as indicated by a broken line. .
【0034】[0034]
【課題を解決するための手段】そこで本発明は上記した
課題を考慮して、スイッチング電源回路として次のよう
に構成し、この画曲がりを改善することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to improve the image bending by constructing a switching power supply circuit as follows.
【0035】このためイッチング電源回路として、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、一次側と二次側とで疎結合とされる所要の結合
係数が得られる構造を有し、一次側に得られる上記スイ
ッチング手段の出力を二次側に伝送する絶縁コンバータ
トランスと、上記絶縁コンバータトランスの二次側巻線
に対して二次側並列共振コンデンサを接続することで形
成される二次側電圧共振回路と、上記二次側電圧共振回
路を含んで形成され、上記二次側巻線から得られる交番
電圧について整流動作を行うことで、低圧直流出力電圧
を得るように構成された低圧直流出力電圧生成手段と、
二次側電流共振回路を形成するために直列接続された二
次側直列共振コンデンサを介して、上記絶縁コンバータ
トランスの二次側巻線と並列接続された一次側巻線を備
え、上記絶縁コンバータトランスの二次側巻線に得られ
る共振電圧を、一次側から二次側に伝送することで、二
次側から上記共振電圧を昇圧した高圧電圧を得るように
された高圧発生トランスと、上記高圧発生トランスの二
次側に得られる高圧電圧について整流動作を行うこと
で、高圧直流出力電圧を得るように構成された高圧直流
出力電圧生成手段と、上記低圧直流出力電圧に基づく制
御信号に基づいて上記スイッチング素子のスイッチング
周波数及び導通角の制御を行なうことで、上記低圧直流
出力電圧を定電圧化する第1の定電圧化手段と、上記高
圧直流出力電圧のリップル電圧を検出するリップル電圧
検出手段と、上記二次側電流共振回路を形成する上記高
圧発生トランスの一次側巻線に対して直列に接続される
被制御巻線と、該被制御巻線のインダクタンスを制御す
る制御巻線とからなる直交形制御トランスを有し、上記
高圧直流出力電圧のレベル及び上記リップル電圧に基づ
く制御信号に基づいて上記被制御巻線のインダクタンス
を可変制御することで、上記高圧直流出力電圧を定電圧
化する第2の定電圧化手段とを備えるようにする。そし
て上記直交形制御トランスの上記制御巻線は、複数の線
材を束ねて巻装する。For this reason, as the switching power supply circuit, switching means formed with a switching element for intermittently outputting a DC input voltage, and a primary-side parallel resonance circuit which makes the operation of the switching means a voltage resonance type are provided. A primary parallel resonance capacitor provided as formed, and having a structure in which a required coupling coefficient that is loosely coupled between the primary side and the secondary side is obtained, and an output of the switching means obtained on the primary side And a secondary-side voltage resonance circuit formed by connecting a secondary-side parallel resonance capacitor to a secondary-side winding of the insulation-converter transformer. A low-voltage DC output voltage is formed by performing a rectifying operation on an alternating voltage obtained from the secondary winding, which is formed including a side voltage resonance circuit. A low DC output voltage generating means which,
A primary winding connected in parallel with a secondary winding of the insulation converter transformer via a secondary series resonance capacitor connected in series to form a secondary current resonance circuit; A high-voltage generating transformer, which is configured to transmit a resonance voltage obtained on a secondary winding of a transformer from a primary side to a secondary side to obtain a high voltage obtained by boosting the resonance voltage from the secondary side, By performing a rectifying operation on a high-voltage obtained on the secondary side of the high-voltage generating transformer, a high-voltage DC output voltage generating means configured to obtain a high-voltage DC output voltage, and a control signal based on the low-voltage DC output voltage are used. Controlling the switching frequency and the conduction angle of the switching element to make the low-voltage DC output voltage a constant voltage; A ripple voltage detecting means for detecting a pull voltage; a controlled winding connected in series to a primary winding of the high-voltage generating transformer forming the secondary current resonance circuit; An orthogonal control transformer comprising a control winding for controlling the inductance, and variably controlling the inductance of the controlled winding based on a control signal based on the level of the high-voltage DC output voltage and the ripple voltage, And a second constant voltage means for converting the high-voltage DC output voltage into a constant voltage. The control winding of the orthogonal control transformer is configured to bundle and wind a plurality of wires.
【0036】上記構成によれば、スイッチング電源回路
としては電圧共振形コンバータと、この電圧共振形コン
バータのスイッチング出力を入力して高圧直流出力電圧
を生成する高圧直流出力電圧用の回路部とにより形成さ
れることになる。また、電圧共振形コンバータは、絶縁
コンバータトランスの一次側に電圧共振形の動作とする
ための並列共振回路を備え、二次側にも共振回路を備え
た、いわゆ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。そして高圧直流出力電圧の定電圧制御
は、高圧直流出力電圧のレベルとリップル電圧に応じ
て、直交形制御トランスの被制御巻線のインダクタンス
を可変制御することで行う。ここで直交形制御トランス
の制御巻線については、複数の線材を束ねて巻装するこ
とで、起磁力を維持したまま時定数を小さくする。According to the above configuration, the switching power supply circuit is formed by the voltage resonance type converter and the high voltage DC output voltage circuit for receiving the switching output of the voltage resonance type converter and generating the high voltage DC output voltage. Will be done. The voltage resonance type converter has a parallel resonance circuit on the primary side of the insulating converter transformer for voltage resonance type operation, and a resonance circuit on the secondary side. Take. The constant voltage control of the high-voltage DC output voltage is performed by variably controlling the inductance of the controlled winding of the orthogonal control transformer according to the level of the high-voltage DC output voltage and the ripple voltage. Here, as for the control winding of the orthogonal control transformer, a plurality of wires are bundled and wound to reduce the time constant while maintaining the magnetomotive force.
【0037】[0037]
【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てい
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。この図1に示す電源回路には、先ず、商用交流電源
(交流入力電圧VAC)を入力して直流入力電圧を得るた
めの整流平滑回路として、ブリッジ整流回路Di及び平
滑コンデンサCiから成る全波整流平滑回路が備えら
れ、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(直流入力電圧)Eiを生成するようにされる。FIG. 1 is a circuit diagram showing the 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. In the power supply circuit shown in FIG. 1, first, a full-wave rectifier comprising a bridge rectifier circuit Di and a smoothing capacitor Ci as a rectifying and smoothing circuit for receiving a commercial AC power supply (AC input voltage VAC) to obtain a DC input voltage. A smoothing circuit is provided to generate a rectified smoothed voltage (DC input voltage) Ei corresponding to a level that is one time higher than the AC input voltage VAC.
【0038】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)が用いられている。The switching converter which inputs and outputs the DC input voltage Ei intermittently has 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.
【0039】スイッチング素子Q1のベースは、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。また、スイッチング素子Q1のベースと一次側
アース間には、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
り、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Q
1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の一端と接続され、
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 current limiting resistor RB and the starting resistor RS, and the emitter is grounded to the primary side ground. Further, a series resonance circuit for driving self-excited oscillation composed of a series connection circuit of a drive winding NB, a resonance capacitor CB, and a base current limiting resistor RB is connected between the base of the switching element Q1 and the primary side ground. The clamp diode DD1 inserted between the base of the switching element Q1 and the negative electrode (primary ground) of the smoothing capacitor Ci forms a path for a clamp current flowing when the switching element Q1 is turned off. Switching element Q
The first collector is connected to one end of a primary winding N1 formed on the primary side of the isolated converter transformer PIT,
Its emitter is grounded.
【0040】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、並列共振コンデンサCr1が並列
に接続されている。この並列共振コンデンサCr1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、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
によって共振コンデンサCr1の両端に発生する両端電
圧V1は、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ようにされる。A parallel resonance capacitor Cr1 is connected in parallel between the collector and the emitter of the switching element Q1. This parallel resonance capacitor Cr1 is
The primary parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter is formed by its own capacitance and the leakage inductance L1 of the primary winding N1. When the switching element Q1 is turned off, the voltage V1 generated across the resonance capacitor Cr1 due to the operation of the primary side parallel resonance circuit is actually a sinusoidal pulse waveform, and a voltage resonance type operation is obtained. To be.
【0041】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である。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。この直交形制御ト
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. The orthogonal control transformer PRT-1 is provided for driving the switching element Q1 and for controlling the constant voltage. Although the illustration of the structure of the orthogonal control transformer PRT-1 is omitted,
A three-dimensional core is formed by joining the ends of the magnetic legs of two double U-shaped cores having four magnetic legs. Then, the resonance current detecting winding ND and the driving winding NB are wound in the same winding direction with respect to two predetermined magnetic legs of the three-dimensional core.
And the control winding NC1 is wound in a direction orthogonal to the resonance current detection winding ND and the drive winding NB.
【0042】この場合、直交形制御トランスPRT−1
の共振電流検出巻線NDは、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。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(N
B,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
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 is connected to the resonance current through the primary winding N1. It is transmitted to the detection winding ND. In the orthogonal control transformer PRT-1, the switching output obtained in the resonance current detection winding ND is induced in the drive winding NB through the transformer coupling, so that the drive winding NB has an alternating voltage as a drive voltage. Voltage is generated. This drive voltage is applied to a series resonance circuit (N
B, CB) is output to the base of the switching element Q1 as a drive current via the base current limiting resistor RB. As a result, the switching element Q1 performs a switching operation at a switching frequency determined by the resonance frequency of the series resonance circuit.
【0043】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2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0.8〜0.9
程度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。An isolated converter transformer (Power Isolation)
Transformer) PIT transmits the switching output of switching element Q1 to the secondary side. As shown in FIG. 2, the insulation converter transformer PIT has an EE-type core in which E-type cores CR1 and CR2 made of, for example, a ferrite material are combined such 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, for example, 0.8 to 0.9.
A degree of loose coupling is obtained, so that a saturated state is hardly obtained.
【0044】絶縁コンバータトランスPITの一次側巻
線N1の巻始端部は、図1に示すようにスイッチング素
子Q1のコレクタに接続され、その巻終端部は共振電流
検出巻線NDの直列接続を介して平滑コンデンサCiの
正極に接続されている。また、その二次側には、第1の
二次側巻線とされる二次巻線N2と、この二次巻線N2の
巻終端部を巻き上げるようにして形成した第2の二次側
巻線とされる三次巻線N3が設けられている。そして、
この二次巻線N2と三次巻線N3とからなる二次側巻線
(N2+N3)に対して、二次側並列共振コンデンサC2
を並列に接続するようにしている。The winding start end of the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT is connected to the collector of the switching element Q1 as shown in FIG. 1, and the winding end is connected in series with the resonance current detection winding ND. Connected to the positive electrode of the smoothing capacitor Ci. On the secondary side, a secondary winding N2 serving as a first secondary winding, and a second secondary side formed by winding up a winding end portion of the secondary winding N2. A tertiary winding N3 is provided as a winding. And
A secondary side parallel resonance capacitor C2 is connected to a secondary side winding (N2 + N3) including the secondary winding N2 and the tertiary winding N3.
Are connected in parallel.
【0045】この場合、二次巻線N2の巻始端部は二次
側アースに接続され、その巻終端部は整流ダイオードD
O1のアノードに接続される。そして、この整流ダイオー
ドDO1と平滑コンデンサCO1から成る半波整流平滑回路
によって、110V〜140Vの水平偏向用の低圧直流
出力電圧EO1(例えば135V)を得るようにしてい
る。In this case, the winding start end of the secondary winding N2 is connected to the secondary side ground, and the winding end is connected to the rectifier diode D2.
Connected to the anode of O1. Then, a low-voltage DC output voltage EO1 (for example, 135 V) for horizontal deflection of 110 V to 140 V is obtained by a half-wave rectification / smoothing circuit including the rectification diode DO1 and the smoothing capacitor CO1.
【0046】また、二次巻線N2の所要位置にはタップ
が設けられており、このタップには整流ダイオードDO2
のアノードを接続するようにしている。そして、この整
流ダイオードDO2と平滑コンデンサCO2から成る半波整
流平滑回路によって、信号系回路用の低圧直流出力電圧
EO2(15V)を得るようにしている。A tap is provided at a required position of the secondary winding N2, and a rectifier diode DO2
The anode is connected. Then, a low-voltage DC output voltage EO2 (15 V) for a signal system circuit is obtained by a half-wave rectifying / smoothing circuit including the rectifier diode DO2 and the smoothing capacitor CO2.
【0047】さらに、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N2に巻き上げた三次巻線
N3の巻終端部を、整流ダイオードDO3のアノードと接
続することで、この整流ダイオードDO3と平滑コンデン
サCO3から成る半波整流回路によって、映像出力回路用
の低圧直流出力電圧EO3(200V)を得るようにして
いるが、図1に示す電源回路では、平滑コンデンサCO3
の負極側を平滑コンデンサCO1の正極側に接続すること
で、平滑コンデンサCO1−CO3の直列接続回路の両端か
ら映像出力回路用の低圧直流出力電圧EO3を得るように
している。即ち、図1に示す電源回路では、映像出力回
路用の低圧直流出力電圧EO3を得るために、平滑コンデ
ンサCO1の両端に発生する低圧直流出力電圧EO1に、平
滑コンデンサCO3の両端に発生する直流出力電圧を積み
上げる、つまり二次巻線N2から得られる低圧直流出力
電圧EO1と、三次巻線N3から得られる直流出力電圧を
重畳することで低圧直流出力電圧EO3を得るようにして
いる。このため、三次巻線N3、整流ダイオードDO3及
び平滑コンデンサCO3からなる整流平滑回路の構成とし
ては、低圧直流出力電圧EO3(200V)から、低圧直
流出力電圧EO1(110V〜140V)を引いた90V
〜60Vの直流出力電圧を得ることができればよい構成
とされる。Further, on the secondary side of the insulated converter transformer PIT, the ending of the tertiary winding N3 wound around the secondary winding N2 is connected to the anode of the rectifying diode DO3, so that The low-voltage DC output voltage EO3 (200 V) for the video output circuit is obtained by the half-wave rectifier circuit including the smoothing capacitor CO3. In the power supply circuit shown in FIG.
Is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor CO1, so that a low-voltage DC output voltage EO3 for the video output circuit is obtained from both ends of the series connection circuit of the smoothing capacitors CO1 to CO3. That is, in the power supply circuit shown in FIG. 1, in order to obtain a low-voltage DC output voltage EO3 for a video output circuit, a low-voltage DC output voltage EO1 generated across the smoothing capacitor CO1 and a DC output voltage generated across the smoothing capacitor CO3 are used. The low voltage DC output voltage EO3 is obtained by stacking the voltages, that is, by superimposing the low voltage DC output voltage EO1 obtained from the secondary winding N2 and the DC output voltage obtained from the tertiary winding N3. Therefore, as a configuration of the rectifying and smoothing circuit including the tertiary winding N3, the rectifying diode DO3, and the smoothing capacitor CO3, the low-voltage DC output voltage EO3 (200V) is subtracted from the low-voltage DC output voltage EO1 (110V to 140V) by 90V.
The configuration is such that a DC output voltage of up to 60 V can be obtained.
【0048】ところで本例では、直流出力電圧E01、E
02、E03については、特に上記のように「低圧直流出力
電圧」と呼んでいるが、これは本明細書において後述す
る高圧発生回路4から出力される高圧直流出力電圧EH
V、EFVと区別するためである。In this embodiment, the DC output voltages E01, E01
02 and E03 are particularly referred to as the "low-voltage DC output voltage" as described above, and this is the high-voltage DC output voltage EH output from the high-voltage generation circuit 4 described later in this specification.
V and EFV.
【0049】なお、図示していないが、垂直偏向回路用
の直流出力電圧(±15V)やヒータ用の直流出力電圧
(6.3V)等を絶縁コンバータトランスPITの二次
側から得るように構成することも可能とされる。Although not shown, a DC output voltage (± 15 V) for the vertical deflection circuit and a DC output voltage (6.3 V) for the heater are obtained from the secondary side of the insulating converter transformer PIT. It is also possible to do.
【0050】また、絶縁コンバータトランスPITの二
次側では、二次巻線N2と三次巻線N3とからなる二次側
巻線(N2+N3)に対しては、二次側並列共振コンデン
サC2が並列に接続される。これにより二次側巻線(N2
+N3)のリーケージインダクタンス(L2+L3)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、二次巻線N2及び
三次巻線N3に誘起される交番電圧は共振電圧となり、
絶縁コンバータトランスPITの二次側において電圧共
振動作が得られる。On the secondary side of the insulating converter transformer PIT, a secondary side parallel resonance capacitor C2 is connected in parallel to a secondary side winding (N2 + N3) composed of a secondary winding N2 and a tertiary winding N3. Connected to. This allows the secondary winding (N2
+ N3) leakage inductance (L2 + L3),
A secondary parallel resonance circuit is formed by the capacitance of the secondary parallel resonance capacitor C2, and the alternating voltage induced in the secondary winding N2 and the tertiary winding N3 becomes a resonance voltage.
Voltage resonance operation is obtained on the secondary side of the insulating converter transformer PIT.
【0051】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
並列共振回路が備えられた、いわゆる複合共振形スイッ
チングコンバータの構成を採る。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、絶縁コ
ンバータトランスPITについてギャップ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PIT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。That is, in the power supply circuit shown in FIG. 1, a parallel resonance circuit for providing a voltage resonance type switching operation is provided on the primary side, and a parallel resonance circuit for obtaining the voltage resonance operation is provided on the secondary side. The configuration of a provided so-called composite resonance type switching converter is employed. Note that such a configuration as a composite resonance type switching converter is realized by forming a gap G in the insulating converter transformer PIT and loosely coupling with a required coupling coefficient, thereby obtaining a state that is more difficult to be saturated. Is what is done. For example, when the gap G is not provided for the insulating converter transformer PIT, there is a high possibility that the insulating converter transformer PIT becomes saturated during flyback operation and the operation becomes abnormal. It is difficult to hope that this is done properly.
【0052】上記した低圧直流出力電圧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ており、絶縁コンバー
タトランスPITの二次側から出力される低圧直流出力
電圧レベルEO1の変化に応じて、直交型制御トランスP
RT−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Q1のスイッチング周波数を可変する動
作となる。この動作によって絶縁コンバータトランスP
ITの二次側から出力される低圧直流出力電圧の安定化
が図られる。なお、制御回路1に対しては直流出力電圧
EO3を分岐入力して直流出力電圧の定電圧化を図るよう
にしても良い。The low-voltage DC output voltage EO1 is also branched and input to the control circuit 1. The control circuit 1 is composed of, for example, an error amplifier and the like, and, in accordance with a change in the low-voltage DC output voltage level EO1 output from the secondary side of the insulating converter transformer PIT, the orthogonal control transformer P
By varying the level of the control current (DC current) supplied to the control winding NC1 of the RT-1, the orthogonal control transformer PRT-1 is changed.
Variably controls the inductance LB of the drive winding NB wound around the motor. Thereby, the inductance LB of the drive winding NB is obtained.
, The resonance condition of the series resonance circuit in the self-excited oscillation drive circuit for the switching element Q1 is changed, and the switching frequency of the switching element Q1 is changed. This operation allows the isolation converter transformer P
The low-voltage DC output voltage output from the secondary side of the IT is stabilized. Note that the DC output voltage EO3 may be branched and input to the control circuit 1 to make the DC output voltage constant.
【0053】ここで駆動巻線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のにあたり、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)も行っている
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(複合制御
方式)。Here, when the orthogonal control transformer PRT-1 for variably controlling the inductance LB of the drive winding NB is provided, the period TOFF during which the switching element Q1 is turned off is made constant in changing the switching frequency. Thus, the ON period TON is variably controlled. That is, in the power supply circuit shown in FIG. 1, as a constant voltage control operation, the switching frequency is variably controlled to perform 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. Control). The composite control operation is realized by a set of control circuit systems (composite control method).
【0054】さらに、図1に示した電源回路において
は、二次側並列共振コンデンサC2と並列に、直列共振
コンデンサC3、高圧発生トランスHVTの一次巻線N
4、直交形制御トランスPRT−2の被制御巻線(主巻
線)NRの直列接続からなる直列共振回路が設けられて
いる。つまり、図1に示す電源回路は、二次側並列共振
コンデンサC2に対して、絶縁コンバータトランスPI
Tの二次側巻線(N2+N3)と、直列共振コンデンサC
3−一次側巻線N4−被制御巻線NRからなる直列共振回
路が、それぞれ並列に接続されていることになる。Further, in the power supply circuit shown in FIG. 1, the series resonance capacitor C3 and the primary winding N of the high-voltage generating transformer HVT are connected in parallel with the secondary side parallel resonance capacitor C2.
4. A series resonance circuit comprising a series connection of the controlled winding (main winding) NR of the orthogonal control transformer PRT-2 is provided. That is, the power supply circuit shown in FIG.
T secondary winding (N2 + N3) and series resonance capacitor C
A series resonance circuit consisting of 3-primary winding N4-controlled winding NR is connected in parallel.
【0055】このような構成とされる電源回路において
は、絶縁コンバータトランスPITが複合共振形スイッ
チングコンバータとして動作することによって、二次側
並列共振コンデンサC2の両端には共振パルス電圧が発
生する。そして、絶縁コンバータトランスPITがフォ
ワード動作となる正の期間に発生する正の共振パルス電
圧から直流出力電圧EO3を得ると共に、二次側並列共振
コンデンサC2に発生する共振パルス電圧を直列共振コ
ンデンサC3を介して高圧発生トランスHVTの一次側
巻線N4に入力するようにしている。この場合、高圧発
生トランスHVTの一次側には、直列共振コンデンサC
3−一次側巻線N4−被制御巻線NRからなる直列共振回
路が形成されていることから、二次側並列共振コンデン
サC2の両端に発生する共振パルス電圧V2は、直流共振
コンデンサC3のキャパシタンスと、高圧発生トランス
HVTの一次側巻線N4のインダクタンス、及び直交形
制御トランスPRT−2の被制御巻線NRのインダクタ
ンスLRによる直列共振動作によって、高圧発生トラン
スHVTの一次巻線N4を流れる電流I4及び一次巻線N
4の両端電圧V4が、共に略正弦波状の共振波形となる。In the power supply circuit having such a configuration, when the insulating converter transformer PIT operates as a complex resonance type switching converter, a resonance pulse voltage is generated across the secondary side parallel resonance capacitor C2. Then, the DC output voltage EO3 is obtained from the positive resonance pulse voltage generated during the positive period in which the insulating converter transformer PIT performs the forward operation, and the resonance pulse voltage generated in the secondary parallel resonance capacitor C2 is converted into the series resonance capacitor C3. The voltage is input to the primary winding N4 of the high-voltage generating transformer HVT via the high-voltage generating transformer HVT. In this case, the series resonance capacitor C is provided on the primary side of the high voltage generation transformer HVT.
Since a series resonance circuit composed of 3-primary winding N4 and controlled winding NR is formed, the resonance pulse voltage V2 generated across the secondary parallel resonance capacitor C2 is equal to the capacitance of the DC resonance capacitor C3. And the inductance of the primary winding N4 of the high voltage generating transformer HVT and the inductance LR of the controlled winding NR of the orthogonal control transformer PRT-2, the series resonance operation causes the current flowing through the primary winding N4 of the high voltage generating transformer HVT. I4 and primary winding N
4 both have a substantially sinusoidal resonance waveform.
【0056】直交形制御トランスPRT−2は、被制御
巻線NR、及び制御巻線NC2が巻装された可飽和リアク
トルとされ、後述する高圧発生回路4から出力される高
圧直流出力電圧EHVの定電圧制御のために設けられる。
直交形制御トランスPRT−2の構造については後に図
4を用いて説明するが、本実施の形態の場合は、制御巻
線NC2は、例えば各60μmφの3本のリッツ線NC21、
NC22、NC23を束ねた状態で巻回されて形成されるものと
なっている。The orthogonal control transformer PRT-2 is a saturable reactor having the controlled winding NR and the control winding NC2 wound thereon, and outputs the high-voltage DC output voltage EHV output from the high-voltage generation circuit 4 described later. Provided for constant voltage control.
The structure of the orthogonal control transformer PRT-2 will be described later with reference to FIG. 4, but in the case of the present embodiment, the control winding NC2 includes, for example, three litz wires NC21 of 60 μmφ,
It is formed by being wound in a state where NC22 and NC23 are bundled.
【0057】この直交形制御トランスPRT−2は、制
御巻線NC2を流れる制御電流(直流電流)IC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が、
例えば50μH〜10μHの範囲で変化するものとな
る。即ち、直交形制御トランスPRT−2は、高圧直流
出力電圧EHVの定電圧化を図るために、高圧発生トラン
スHVTの一次側巻線N4との直列に接続されている被
制御巻線NRのインダクタンスを可変制御することで、
高圧発生トランスHVTの一次側に形成されている直列
共振回路のインダクタンス制御を行うものとされる。In the orthogonal control transformer PRT-2, the inductance LR of the controlled winding NR is changed according to the level of the control current (DC current) IC flowing through the control winding NC2.
For example, it changes in the range of 50 μH to 10 μH. That is, the orthogonal control transformer PRT-2 is provided with an inductance of the controlled winding NR connected in series with the primary winding N4 of the high-voltage generating transformer HVT in order to make the high-voltage DC output voltage EHV constant. By variably controlling
The inductance control of the series resonance circuit formed on the primary side of the high voltage generating transformer HVT is performed.
【0058】一点破線で囲って示した高圧発生回路4
は、高圧発生トランスHVTと高圧整流回路によって構
成されており、高圧発生トランスHVTの一次側巻線N
4に発生する共振電圧V4を昇圧して、例えばCRTのア
ノード電圧レベルに対応した高電圧を生成する。このた
め、高圧発生トランスHVTの二次側には、4組〜5組
の昇圧巻線NHVがスリット捲き、或いは層間捲きによっ
て分割されて巻装されている。この場合、一次側巻線N
4と昇圧巻線NHVとは密結合となるように巻装され、し
かもその極性(巻方向)は逆方向となるように巻装され
る。従って、高圧発生トランスHVTの二次側には、一
次側巻線N4に発生する共振電圧V4の負の共振電圧を反
転すると共に、昇圧巻線NHVと一次側巻線N4との巻線
比(NHV/N4)によって昇圧した昇圧電圧が得られる
ことになる。High-voltage generating circuit 4 enclosed by a dashed line
Is composed of a high-voltage generating transformer HVT and a high-voltage rectifier circuit.
4 to raise the resonance voltage V4 to generate a high voltage corresponding to, for example, the anode voltage level of the CRT. For this reason, on the secondary side of the high-voltage generating transformer HVT, four to five sets of step-up windings NVH are divided and wound by slit winding or interlayer winding. In this case, the primary winding N
4 and the step-up winding NVH are wound so as to be tightly coupled, and are further wound so that their polarities (winding directions) are opposite. Therefore, on the secondary side of the high voltage generating transformer HVT, the negative resonance voltage of the resonance voltage V4 generated in the primary winding N4 is inverted, and the winding ratio of the boost winding NHV and the primary winding N4 ( NHV / N4) to obtain a boosted voltage.
【0059】ここで、図3に高圧発生トランスHVTの
断面図を示し、この図3を用いて高圧発生トランスHV
Tの構造を説明しておく。この図に示す高圧発生トラン
スHVTは、例えば2つのコの字形コアCR11,CR
12の各磁脚を対向するように組み合わせることで、角
形コアCR30が形成されている。そして、コの字形コ
アCR11の端部と、コの字形コアCR12の端部とが
対向する部分にはギャップGが設けられている。さら
に、図示するように、角形コアCR30の一方の磁脚に
対して、低圧巻線ボビンLBと高圧巻線ボビンHBを取
り付けることで、これら低圧巻線ボビンLB及び高圧巻
線ボビンHBに対して、それぞれ一次側巻線N4及び昇
圧巻線NHVを分割して巻装するようにしている。この場
合、低圧巻線ボビンLBには一次側巻線N4が巻装さ
れ、高圧巻線ボビンHBには複数の昇圧巻線NHVが層間
フィルムFを挿入して巻き上げる層間巻きによって巻装
されることになる。FIG. 3 is a cross-sectional view of the high-voltage generating transformer HVT. Referring to FIG.
The structure of T will be described. The high-voltage generating transformer HVT shown in this figure has, for example, two U-shaped cores CR11 and CR.
The square core CR30 is formed by combining the twelve magnetic legs so as to face each other. A gap G is provided at a portion where the end of the U-shaped core CR11 and the end of the U-shaped core CR12 face each other. Further, as shown in the figure, by attaching a low-voltage winding bobbin LB and a high-voltage winding bobbin HB to one of the magnetic legs of the square core CR30, the low-voltage winding bobbin LB and the high-voltage winding bobbin HB are attached. The primary winding N4 and the boost winding NHV are respectively divided and wound. In this case, the primary winding N4 is wound around the low-voltage winding bobbin LB, and a plurality of boost windings NHV are wound around the high-voltage winding bobbin HB by inserting and winding up the interlayer film F. become.
【0060】なお、図1に示す電源回路では、高圧発生
トランスHVTの一次側巻線N4に入力される共振電圧
V4を、絶縁コンバータトランスPITの二次側から得
るようにしていることから、その周波数はスイッチング
素子Q1のスイッチング周波数に対応したものとされ、
例えば数十kHz〜200kHz程度の範囲内とされ
る。このため、本実施の形態では、高圧発生トランスH
VTの一次側巻線N4にはリッツ線が用いられており、
一次側巻線N4にうず電流が発生するのを防止するよう
にしている。In the power supply circuit shown in FIG. 1, the resonance voltage V4 input to the primary winding N4 of the high voltage generating transformer HVT is obtained from the secondary side of the insulating converter transformer PIT. The frequency is assumed to correspond to the switching frequency of the switching element Q1,
For example, the frequency is in the range of about several tens kHz to 200 kHz. For this reason, in the present embodiment, the high-voltage generating transformer H
A litz wire is used for the primary winding N4 of the VT,
An eddy current is prevented from being generated in the primary winding N4.
【0061】また、本実施の形態においては、高圧発生
トランスHVTの昇圧巻線NHVを層間巻きによって巻装
した場合が示されているが、昇圧巻線NHVの巻き方とし
ては層間巻きに限定されるものでなく、図示していない
が例えば高圧ボビンHBを複数の領域に分割して、各分
割領域に対して昇圧巻線NHVを巻装する、いわゆる分割
巻きによって巻装することも可能である。つまり、高圧
発生トランスHVTの構造としては、高圧ボビンHBに
巻装される複数の昇圧巻線NHVが、それぞれ絶縁された
状態で巻装されれば良いものである。In this embodiment, the case where the boost winding NHV of the high-voltage generating transformer HVT is wound by interlayer winding is shown, but the winding of the boost winding NHV is limited to the interlayer winding. Although not shown, for example, the high-pressure bobbin HB may be divided into a plurality of regions, and the boost winding NHV may be wound around each divided region, that is, the high-voltage bobbin HB may be wound by so-called divided winding. . In other words, the structure of the high-voltage generating transformer HVT may be such that a plurality of boost windings NHV wound around the high-voltage bobbin HB are wound in a state in which they are insulated.
【0062】図1に示す電源回路では、高圧発生トラン
スHVTの二次側には、5組の昇圧巻線NHV1,NHV2,
NHV3,NHV4,NHV5がそれぞれ独立した状態で巻装さ
れており、各々の昇圧巻線NHV1〜NHV5の巻終端部に対
しては、高圧整流ダイオードDHV1,DHV2,DHV3,DH
V4,DHV5のアノード側が接続されている。そして、高
圧整流ダイオードDHV1のカソードが平滑コンデンサCO
HVの正極端子に接続され、残る高圧整流ダイオードDHV
2〜DHV5の各カソードが、それぞれ昇圧巻線NHV1〜NH
V4の巻始端部に対して接続される。In the power supply circuit shown in FIG. 1, five sets of boost windings NVH1, NHV2,
NHV3, NHV4, and NHV5 are wound independently of each other, and high-voltage rectifier diodes DHV1, DHV2, DHV3, and DH are wound around the winding ends of the respective boost windings NHV1 to NHV5.
The anodes of V4 and DHV5 are connected. The cathode of the high-voltage rectifier diode DHV1 is connected to the smoothing capacitor CO.
High voltage rectifier diode DHV connected to positive terminal of HV
The cathodes of 2 to DHV5 are respectively boosted windings NHV1 to NH
Connected to V4 winding start end.
【0063】即ち、高圧発生トランスHVTの二次側に
は、[昇圧巻線NHV1、高圧整流ダイオードDHV1]、
[昇圧巻線NHV2、高圧整流ダイオードDHV2]、[昇圧
巻線NHV3、高圧整流ダイオードDHV3]、[昇圧巻線N
HV4、高圧整流ダイオードDHV4]、[昇圧巻線NHV5、
高圧整流ダイオードDHV5]という5組の半波整流回路
が直列に接続された、いわゆるマルチシングラー方式の
半波整流回路が形成されていることになる。That is, on the secondary side of the high voltage generating transformer HVT, [boost winding NHV1, high voltage rectifying diode DHV1]
[Step-up winding NHV2, high-voltage rectifier diode DHV2], [Step-up winding NHV3, high-voltage rectifier diode DHV3], [Step-up winding N
HV4, high voltage rectifier diode DHV4], [boost winding NHV5,
Thus, a so-called multisingle-type half-wave rectifier circuit in which five sets of half-wave rectifier circuits called high-voltage rectifier diodes DHV5] are connected in series is formed.
【0064】従って、高圧発生トランスHVTの二次側
においては、5組の半波整流回路が昇圧巻線NHV1〜NH
V5に誘起された電流を整流して平滑コンデンサCOHVに
対して充電するという動作が行われ、平滑コンデンサC
OHVの両端には、各昇圧巻線NHV1〜NHV5に誘起される
誘起電圧の約5倍に対応するレベルの高圧直流出力電圧
(アノード電圧)EHVが得られることになる。Therefore, on the secondary side of the high-voltage generating transformer HVT, five sets of half-wave rectifier circuits are provided with the boost windings NHV1 to NHH.
The operation of rectifying the current induced in V5 and charging the smoothing capacitor COHV is performed.
At both ends of the OHV, a high-voltage DC output voltage (anode voltage) EHV having a level corresponding to about five times the induced voltage induced in each of the boost windings NHV1 to NHV5 is obtained.
【0065】また、高圧整流ダイオードDHV4のカソー
ドと二次側アースとの間にはコンデンサCOFVが挿入さ
れており、このコンデンサCOFVの両端に得られる上記
アノード電圧EHVより低い電圧レベルの高圧直流出力電
圧(フォーカス電圧)EFVが得られる。A capacitor COFV is inserted between the cathode of the high-voltage rectifier diode DHV4 and the secondary-side ground, and a high-voltage DC output voltage having a voltage level lower than the anode voltage EHV obtained at both ends of the capacitor COFV. (Focus voltage) EFV is obtained.
【0066】また、本実施の形態の場合、高圧直流出力
電圧EHVが得られる平滑コンデンサC0HVに対しては、
分圧抵抗R1−R2の直列接続回路が並列に設けられる。
そして、この分圧抵抗R1−R2の分圧点は、制御回路2
に対して接続される。つまり本実施の形態においては、
制御回路2に対しては、検出電圧として、高圧直流出力
電圧EHVを分圧抵抗R1−R2により分圧して得られる電
圧レベルが入力されることになる。これは、制御回路2
が高圧直流出力電圧EHVの変動成分(ΔEHV)を検出す
るようにされていることを意味する。Further, in the case of the present embodiment, the smoothing capacitor C0HV which can obtain the high-voltage DC output voltage EHV is:
A series connection circuit of voltage dividing resistors R1 and R2 is provided in parallel.
The voltage dividing point of the voltage dividing resistors R1 and R2 is determined by the control circuit 2
Connected to. That is, in the present embodiment,
A voltage level obtained by dividing the high-voltage DC output voltage EHV by the voltage dividing resistors R1 to R2 is input to the control circuit 2 as the detection voltage. This is the control circuit 2
Means to detect the fluctuation component (ΔEHV) of the high-voltage DC output voltage EHV.
【0067】また図示するようにリップル検出回路3が
設けられる。このリップル検出回路3は、平滑コンデン
サC0HVから高圧直流出力電圧EHVのリップル電圧成分
を検出し、それを制御回路2に供給する。As shown, a ripple detection circuit 3 is provided. The ripple detection circuit 3 detects a ripple voltage component of the high-voltage DC output voltage EHV from the smoothing capacitor C0HV and supplies it to the control circuit 2.
【0068】従って制御回路2は、高圧直流出力電圧E
HVの変化分と、重畳されたリップル電圧成分とに応じ
て、制御巻線NC2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−2に巻装
された被制御巻線NRのインダクタンスLRを可変制御す
る。これにより高圧発生トランスHVTの一次側巻線N
4に流れる電流I4が可変されることで、アノード電圧E
HV及びフォーカス電圧EFVの定電圧化を図るようにして
いる。制御回路2が高圧直流出力電圧EHVの変化分とリ
ップル電圧成分に基づいて制御巻線NC2に流す制御電流
ICのレベルを可変すること、及び後述する制御巻線NC
2の巻回方式により、後述するように高速過渡応答特性
が改善される。Therefore, the control circuit 2 outputs the high-voltage DC output voltage E
By changing the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC2 in accordance with the change in HV and the superimposed ripple voltage component, the controlled current wound on the orthogonal control transformer PRT-2 is changed. The inductance LR of the winding NR is variably controlled. Thereby, the primary winding N of the high-voltage generating transformer HVT
The current I4 flowing through the anode voltage E4 is varied, so that the anode voltage E4
The HV and the focus voltage EFV are made constant. The control circuit 2 varies the level of the control current IC flowing through the control winding NC2 based on the amount of change in the high-voltage DC output voltage EHV and the ripple voltage component;
The high-speed transient response characteristic is improved by the winding method 2 as described later.
【0069】図4に直交形制御トランスPRT−2の構
造を示す。図4(a)はその全体構造を説明するための
外観斜視図、図4(b)は巻装される巻線の巻線方向を
説明するための断面斜視図である。本例の直交形制御ト
ランスPRT−2は、上記図8で説明した直交形制御ト
ランスPRT−2と、基本的に直交構造をとることは同
様である。即ち直交形制御トランスPRT−2は、2つ
のダブルコの字形コア21,22(フェライトコア)を
組み合わせた立体形コア20によって形成されている。
そして一方のダブルコの字形コア21は、4本の磁脚2
1a,21b,21c,21dを有し、また、他方のダ
ブルコの字形コア22も4本の磁脚22a,22b,2
2c,22dを有する。そして、これら2つのダブルコ
の字形コア21,22の互いの磁脚21a〜21d,2
2a〜22dの端部を接合することで立体形コア20が
形成されている。各ダブルコの字形コア21,22の各
接合部分はギャップGが設けられる。FIG. 4 shows the structure of the orthogonal control transformer PRT-2. FIG. 4A is an external perspective view illustrating the overall structure, and FIG. 4B is a cross-sectional perspective view illustrating the winding direction of the wound winding. The orthogonal control transformer PRT-2 of this example is basically the same as the orthogonal control transformer PRT-2 described with reference to FIG. That is, the orthogonal control transformer PRT-2 is formed by the three-dimensional core 20 in which two double U-shaped cores 21 and 22 (ferrite cores) are combined.
One double U-shaped core 21 has four magnetic legs 2.
1a, 21b, 21c, 21d, and the other double U-shaped core 22 also has four magnetic legs 22a, 22b, 2
2c and 22d. Then, the two magnetic legs 21a to 21d, 2 of these two double U-shaped cores 21, 22 are formed.
The three-dimensional core 20 is formed by joining the ends of 2a to 22d. A gap G is provided at each joint of the double U-shaped cores 21 and 22.
【0070】この場合、例えばダブルコの字形コア21
の2本の磁脚21b,21cには制御巻線NC2が巻回さ
れ、ダブルコの字形コア22の磁脚22c,22dには
被制御巻線NRが巻回されている。つまり被制御巻線NR
に対して制御巻線NC2が直交する方向に巻回された可飽
和リアクトルとして構成される。In this case, for example, the double U-shaped core 21
The control winding NC2 is wound around the two magnetic legs 21b and 21c, and the controlled winding NR is wound around the magnetic legs 22c and 22d of the double U-shaped core 22. That is, the controlled winding NR
The control winding NC2 is configured as a saturable reactor wound in a direction perpendicular to the control winding NC2.
【0071】そしてこの直交形制御トランスPRT−2
の制御巻線NC2は、図示するように例えば各60μmφ
の3本のリッツ線NC21、NC22、NC23を束ねた状態で、3
33ターン巻回される。上述したように図8で示した先
行技術の場合で、制御巻線NC2が1000Tとされると
すると、直交形制御トランスPRTの制御巻線NC2の最
大起磁力は、1000T×20mA=20ATとなる。
従って、3本のリッツ線NC21、NC22、NC23を束ねた33
3Tの制御巻線NC2を考えると、最大起磁力を同等とす
るには、約60mAの制御電流Icを流せばよい。The orthogonal control transformer PRT-2
The control winding NC2 is, for example,
With the three litz wires NC21, NC22, and NC23 bundled,
It is wound 33 turns. As described above, in the case of the prior art shown in FIG. 8, assuming that the control winding NC2 is 1000T, the maximum magnetomotive force of the control winding NC2 of the orthogonal control transformer PRT is 1000T × 20mA = 20AT. .
Therefore, 33 litz wires NC21, NC22 and NC23 are bundled.
Considering the 3T control winding NC2, a control current Ic of about 60 mA may be applied to make the maximum magnetomotive force equal.
【0072】そしてこの場合、制御巻線NC2の直流抵抗
Rc=22Ω、インダクタンスLc=35mHであり、
制御巻線NC2の時定数Lc/Rc=1.60mH/Ωと
なる。即ち先行技術での場合に比べて、時定数を小さく
することができる。In this case, the DC resistance Rc of the control winding NC2 is 22Ω and the inductance Lc is 35mH.
The time constant Lc / Rc of the control winding NC2 is 1.60 mH / Ω. That is, the time constant can be reduced as compared with the case of the prior art.
【0073】本実施の形態において、カソード電流IK
の白ピーク信号が発生した場合の、制御電流Ic、高圧
発生トランスHVTの一次巻線N4の高周波の正弦波電
圧V4を、図5に示す。図9と比較して明確にわかるよ
うに、1ms幅の白ピーク信号に対して、制御電流Ic
の応答時間が約3msであったものが、本例の場合は
1.8msに大幅に改善されたものとなっている。これ
によって、白ピークの映像は、図10に実線で示すよう
に画曲がりのない状態とすることができた。In the present embodiment, the cathode current IK
FIG. 5 shows the control current Ic and the high-frequency sine wave voltage V4 of the primary winding N4 of the high-voltage generating transformer HVT when the white peak signal is generated. As can be clearly understood from comparison with FIG. 9, the control current Ic is applied to the white peak signal having a width of 1 ms.
Was about 3 ms, but in the case of this example, it was greatly improved to 1.8 ms. As a result, the image of the white peak was able to be in a state without image bending as shown by the solid line in FIG.
【0074】また、制御巻線NCのターン数が先行技術
の1/3になることは、直交形制御トランスPRTの製
造工程が短時間化されるという利点も生ずる。The fact that the number of turns of the control winding NC is reduced to 1/3 of that in the prior art also has the advantage that the manufacturing process of the orthogonal control transformer PRT can be shortened.
【0075】なお、制御電流Ic(直流電流)は20m
Aから60mAに増加することとなるが、制御巻線NC2
の直流抵抗Rcが低減しており、Rc・Ic・Icの電
力損失はほぼ同等で、制御回路2の駆動電力は3倍に増
加するものとなる。The control current Ic (DC current) is 20 m
A to 60 mA, but the control winding NC2
, The power loss of Rc, Ic, and Ic is almost equal, and the driving power of the control circuit 2 is increased by three times.
【0076】以上、実施の形態について説明してきた
が、本発明としては上記実施の形態として示した構成に
限定されるものではない。例えば高圧発生トランスHV
Tの二次側の整流回路は、上記構成に限定されるもので
はなく、高圧直流出力電圧EHVとして必要とされるレベ
ルが得られるのであれば、他の回路構成が採用されて構
わないものである。例えば1組の高圧巻線と4倍圧整流
方式としての回路構成が採られてもよい。さらに絶縁コ
ンバータトランスPITの二次側を電圧共振回路とした
構成を挙げたが、電流共振回路としての構成をとっても
よい。また、一次側は自励発振形スイッチング駆動方式
の例を挙げたが、他励発振形のスイッチング駆動方式と
してもよい。その場合、スイッチング素子Q1としては
MOS−FET、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタ)などが採用できる。また直交形制御トランス
PRT−2の制御巻線NC2については、60μmφの3
つのリッツ線を束ねた例を挙げたが、線材としては、例
えば60〜100μmφ、束ねる線材数としては例えば
4本など、他の例も各種考えられる。The embodiment has been described above, but the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment. For example, high voltage generating transformer HV
The rectifier circuit on the secondary side of T is not limited to the above configuration, and any other circuit configuration may be employed as long as the level required for the high-voltage DC output voltage EHV can be obtained. is there. For example, a circuit configuration as one set of a high-voltage winding and a quadruple voltage rectification method may be adopted. Furthermore, although the configuration in which the secondary side of the insulating converter transformer PIT is a voltage resonance circuit has been described, a configuration as a current resonance circuit may be employed. In addition, although the example of the self-excited oscillation type switching drive system is given on the primary side, a separately excited oscillation type switching drive system may be used. In that case, a MOS-FET, an IGBT (insulated gate bipolar transistor), or the like can be employed as the switching element Q1. Further, the control winding NC2 of the orthogonal control transformer PRT-2 is
Although an example in which three litz wires are bundled is given, various other examples such as a wire having a length of, for example, 60 to 100 μmφ and a number of wires to be bundled, for example, four, can be considered.
【0077】[0077]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、一次側が
自励発振形或いは他励発振形のスイッチング素子が一石
の電圧共振形コンバータで、二次側が電圧共振回路を備
えた複合共振形コンバータとしてのスイッチング電源回
路において、高圧直流出力電圧の安定化のために、高圧
直流出力電圧のレベル及びリップル電圧に応じた制御信
号を直交形制御トランスの制御巻線に供給して、被制御
巻線のインダクタンスを可変制御する構成を採ると共
に、直交形制御トランスの制御巻線は複数の線材を束ね
て巻装することで、起磁力を維持したまま時定数を小さ
くしている。これにより高速過渡応答特性が改善され、
CRT上での白ピークの映像信号表示の際の画曲がりを
改善できるという効果がある。また、直交形制御トラン
スの製造時の制御巻線工程において巻き数が従来の1/
3(線材3本束ねの場合)等となり、巻線工程の時間が
大幅に短縮され、生産性を改善できるという利点もあ
る。As described above, the present invention relates to a composite resonant converter in which the primary side is a self-excited oscillation type or separately excited oscillation type switching element and the secondary side is a voltage resonance circuit. In the switching power supply circuit, a control signal corresponding to the level of the high-voltage DC output voltage and the ripple voltage is supplied to the control winding of the orthogonal control transformer to stabilize the high-voltage DC output voltage, And the control winding of the orthogonal control transformer is bundled and wound with a plurality of wires to reduce the time constant while maintaining the magnetomotive force. This improves the fast transient response characteristics,
There is an effect that the image curve at the time of displaying a video signal of a white peak on a CRT can be improved. Also, in the control winding process at the time of manufacturing the orthogonal control transformer, the number of turns is 1 /
3 (in the case of bundling three wires) and the like, and there is also an advantage that the time of the winding step is greatly reduced and productivity can be improved.
【図1】本発明の実施の形態のスイッチング電源回路の
構成例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】絶縁コンバータトランスの構造例を示す断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structural example of an insulating converter transformer.
【図3】高圧発生トランスの構造例を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structural example of a high-voltage generating transformer.
【図4】実施の形態の直交形制御トランスの構造例を示
す斜視図及び断面図である。FIG. 4 is a perspective view and a cross-sectional view showing a structural example of the orthogonal control transformer according to the embodiment;
【図5】実施の形態の要部の波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of a main part of the embodiment.
【図6】先行技術としてのスイッチング電源回路の構成
例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit as a prior art.
【図7】図6のスイッチング電源回路における要部の動
作を示す波形図である。7 is a waveform chart showing an operation of a main part in the switching power supply circuit of FIG. 6;
【図8】先行技術の直交形制御トランスの構造例を示す
斜視図及び断面図である。FIG. 8 is a perspective view and a cross-sectional view illustrating a structural example of a conventional orthogonal control transformer.
【図9】図6のスイッチング電源回路の要部の波形図で
ある。9 is a waveform diagram of a main part of the switching power supply circuit of FIG. 6;
【図10】CRTに表示される白色ピーク画像の歪みか
たを示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing how a white peak image displayed on a CRT is distorted.
1,2 制御回路、3 リップル検出回路、Ci 平滑
コンデンサ、Q1 スイッチング素子、PIT 絶縁コ
ンバータトランス、PRT−1,PRT−2直交形制御
トランス、Cr1 一次側並列共振コンデンサ、C2
並列共振コンデンサ、C3 直列共振コンデンサ、N1
一次巻線、N2 二次巻線、N3 昇圧トランスの一次
巻線、NHV 昇圧巻線、NC2 制御巻線、NR 被制御
巻線、DHV1〜DHV5 高圧整流ダイオード、C0HV 平
滑コンデンサ1, 2 control circuit, 3 ripple detection circuit, Ci smoothing capacitor, Q1 switching element, PIT isolation converter transformer, PRT-1 and PRT-2 orthogonal control transformer, Cr1 primary side parallel resonance capacitor, C2
Parallel resonance capacitor, C3 Series resonance capacitor, N1
Primary winding, N2 secondary winding, N3 boost transformer primary winding, NHV boost winding, NC2 control winding, NR controlled winding, DHV1 to DHV5 high voltage rectifier diode, C0HV smoothing capacitor
Claims (1)
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、 一次側と二次側とで疎結合とされる所要の結合係数が得
られる構造を有し、一次側に得られる上記スイッチング
手段の出力を二次側に伝送する絶縁コンバータトランス
と、 上記絶縁コンバータトランスの二次側巻線に対して二次
側並列共振コンデンサを接続することで形成される二次
側電圧共振回路と、 上記二次側電圧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整流動作を行うこと
で、低圧直流出力電圧を得るように構成された低圧直流
出力電圧生成手段と、 二次側電流共振回路を形成するために直列接続された二
次側直列共振コンデンサを介して、上記絶縁コンバータ
トランスの二次側巻線と並列接続された一次側巻線を備
え、上記絶縁コンバータトランスの二次側巻線に得られ
る共振電圧を、一次側から二次側に伝送することで、二
次側から上記共振電圧を昇圧した高圧電圧を得るように
された高圧発生トランスと、 上記高圧発生トランスの二次側に得られる高圧電圧につ
いて整流動作を行うことで、高圧直流出力電圧を得るよ
うに構成された高圧直流出力電圧生成手段と、 上記低圧直流出力電圧に基づく制御信号に基づいて上記
スイッチング素子のスイッチング周波数及び導通角の制
御を行なうことで、上記低圧直流出力電圧を定電圧化す
る第1の定電圧化手段と、 上記高圧直流出力電圧のリップル電圧を検出するリップ
ル電圧検出手段と、 上記二次側電流共振回路を形成する上記高圧発生トラン
スの一次側巻線に対して直列に接続される被制御巻線
と、該被制御巻線のインダクタンスを制御する制御巻線
とからなる直交形制御トランスを有し、上記高圧直流出
力電圧のレベル及び上記リップル電圧に基づく制御信号
に基づいて上記被制御巻線のインダクタンスを可変制御
することで、上記高圧直流出力電圧を定電圧化する第2
の定電圧化手段と、 を備え、 上記直交形制御トランスの上記制御巻線は、複数の線材
を束ねて巻装した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 a DC input voltage, and a primary-side parallel resonance circuit having a voltage resonance type operation of the switching means is formed. A primary-side parallel resonant capacitor provided with a structure having a required coupling coefficient that is loosely coupled between the primary side and the secondary side, and the output of the switching means obtained on the primary side is output to the secondary side. An insulating converter transformer for transmitting, a secondary-side voltage resonance circuit formed by connecting a secondary-side parallel resonance capacitor to a secondary winding of the insulation converter transformer, and a secondary-side voltage resonance circuit. A low-voltage direct-current output voltage generating means formed so as to obtain a low-voltage direct-current output voltage by performing a rectifying operation on an alternating voltage obtained from the secondary winding; A primary-side winding connected in parallel with a secondary-side winding of the insulating converter transformer via a secondary-side series resonance capacitor connected in series to form a secondary-side current resonance circuit; A high-voltage generating transformer configured to transmit a resonance voltage obtained on a secondary winding of a converter transformer from a primary side to a secondary side to obtain a high-voltage obtained by boosting the resonance voltage from the secondary side; By performing a rectification operation on a high voltage obtained on the secondary side of the high voltage generating transformer, a high voltage DC output voltage generating means configured to obtain a high voltage DC output voltage, and a control signal based on the low voltage DC output voltage Controlling the switching frequency and the conduction angle of the switching element on the basis of the first low-voltage DC output voltage; Ripple voltage detection means for detecting the ripple voltage of the high-voltage generating transformer forming the secondary-side current resonance circuit, and a controlled winding connected in series to a primary winding of the high-voltage generating transformer; And a control winding that controls the inductance of the control winding, and variably controls the inductance of the controlled winding based on a control signal based on the level of the high-voltage DC output voltage and the ripple voltage. A second method for converting the high-voltage DC output voltage into a constant voltage.
A switching power supply circuit comprising: a constant voltage generating means; and the control winding of the orthogonal control transformer, wherein a plurality of wires are bundled and wound.
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JP2000371491A Pending JP2002171757A (en) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | Switching power circuit |
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2000
- 2000-12-01 JP JP2000371491A patent/JP2002171757A/en active Pending
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