JP2002186256A - Switching power supply 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
ン受像器や映像モニタ装置などの、陰極線管(CRT)
を用いた表示装置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 cathode ray tube (CRT) such as a television receiver or a video monitor.
And a switching power supply circuit suitable for a display device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えばテレビジョン受像器用のスイッチ
ング電源として、一次側が一石構成の電圧共振形コンバ
ータ、二次側が半波整流方式電圧共振回路を組み合わせ
た複合共振形コンバータを用いるものを本出願人は提案
していた。この場合、交流入力電圧や負荷電力の変動に
対して、直流出力電圧を定電圧制御するためには、一次
側スイッチング素子のスイッチング周波数と導通角を同
時に制御する複合制御方式を採用していた。2. Description of the Related Art For example, as a switching power supply for a television receiver, the applicant of the present invention uses a composite resonance type converter combining a voltage resonance type converter having a single-pole configuration on the primary side and a half wave rectification type voltage resonance circuit on the secondary side. Had proposed. In this case, in order to control the DC output voltage at a constant voltage with respect to the fluctuation of the AC input voltage and the load power, a complex control method for simultaneously controlling the switching frequency and the conduction angle of the primary-side switching element has been adopted.
【0003】図8の回路図は、先に本出願人が提案した
発明に基づいて構成することのできる、先行技術として
のテレビジョン受像器用のスイッチング電源回路の一例
を示している。この図に示す電源回路においては、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からなる全波整流回
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Eiを生成するようにされる。FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a prior art switching power supply circuit for a television receiver which can be constructed based on the invention proposed by the present applicant. In the power supply circuit shown in this figure, 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 circuit including a bridge rectifying circuit Di and a smoothing capacitor Ci. And generates a rectified smoothed voltage Ei corresponding to a level that is one time the AC input voltage VAC.
【0004】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電圧共振形コ
ンバータが備えられる。そしてこの図8の場合は、1石
のスイッチング素子Q1によりシングルエンド動作を行
う電圧共振形コンバータ回路として、自励式の構成が採
られる。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)が採用されている。As a switching converter which receives the rectified smoothed voltage Ei (DC input voltage) and is intermittent, the following is known.
A voltage resonance type converter including a stone switching element Q1 and performing a so-called single-ended switching operation is provided. In the case of FIG. 8, a self-excited configuration is adopted as a voltage resonance type converter circuit that performs single-ended operation by one switching element Q1. In this case, a high withstand voltage bipolar transistor (BJT; junction transistor) is employed as the switching element Q1.
【0005】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DD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ている。なお、起動抵抗RS
は、起動時のベース電流を整流平滑ラインから得るため
に挿入されるものである。Between the base of the switching element Q1 and the ground on the primary side, a series resonance circuit for driving a 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. Further, a clamp diode DD inserted between the base of the switching element Q1 and the negative electrode (primary ground) of the smoothing capacitor Ci provides
A path for a clamp current flowing when the switching element Q1 is turned off is formed. The starting resistance RS
Is inserted in order to obtain the base current at the time of starting from the rectifying and smoothing line.
【0006】また、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Crが
並列に接続されている。そして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PI
T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。A parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the collector and the emitter of the switching element Q1. And the parallel resonance capacitor Cr
Own capacitance and isolation converter transformer PI
The primary parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter is formed by the leakage inductance L1 on the primary winding N1 side of T.
【0007】この図に示す直交形制御トランスPRT
は、共振電流検出巻線ND、駆動巻線NB、及び制御巻線
NC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には、図示するようにして、共振電
流検出巻線ND、駆動巻線NBが巻装され、また、これら
2つの巻線とは直交する方向に対して制御巻線NCが巻
装される。The orthogonal control transformer PRT shown in FIG.
Is a saturable reactor on which a resonance current detection winding ND, a drive winding NB, and a control winding NC are wound. This orthogonal control transformer PRT drives the switching element Q1 and is provided for constant voltage control. As shown, the orthogonal control transformer PRT is wound with a resonance current detection winding ND and a drive winding NB, and a control winding NC in a direction orthogonal to these two windings. Is wound.
【0008】直交形制御トランスPRT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。これによ
り、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を介してスイッチング
素子Q1のベースにドライブ電流が出力される。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。そして、そのコレクタに得ら
れるとされるスイッチング出力を絶縁コンバータトラン
スPITの一次巻線N1に伝達するようにされている。In the orthogonal control transformer PRT, the switching output obtained in the resonance current detection winding ND is induced in the drive winding NB via a transformer coupling. As a result, a series resonance circuit (NB,
A drive current is output from CB) to the base of the switching element Q1 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. The switching output obtained at the collector is transmitted to the primary winding N1 of the isolated converter transformer PIT.
【0009】絶縁コンバータトランス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。この絶縁コンバータトランスPITは、EE型コア
に対して一次巻線N1と二次巻線N2を分割して巻装し、
中央磁脚に対してはギャップGを形成することで、所要
の結合係数による疎結合の状態が得られるようにして、
飽和状態が得られにくいようにしている。[0009] The insulating converter transformer PIT transmits the switching output of the switching element Q1 to the secondary side. In this insulating converter transformer PIT, a primary winding N1 and a secondary winding N2 are divided and wound around an EE type core,
By forming a gap G for the center magnetic leg, a loose coupling state with a required coupling coefficient can be obtained.
A saturated state is hardly obtained.
【0010】上記絶縁コンバータトランスPITの一次
巻線N1の巻始め端部は、スイッチング素子Q1のコレク
タと接続され、巻終り端部は検出巻線NDを介して平滑
コンデンサCiの正極(整流平滑電圧Ei)と接続され
ている。従って、一次巻線N1に対しては、スイッチン
グ素子Q1のスイッチング出力が供給されることで、ス
イッチング周波数に対応する周期の交番電圧が発生す
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, and the winding end end is connected to the positive electrode (rectified smoothing voltage) of the smoothing capacitor Ci via the detection winding ND. Ei). Accordingly, by supplying the switching output of the switching element Q1 to the primary winding N1, an alternating voltage having a cycle corresponding to the switching frequency is generated.
【0011】絶縁コンバータトランスPITの二次側で
は、一次巻線N1により誘起された交番電圧が二次巻線
N2に発生する。この場合、二次巻線N2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、二次巻線N2のリーケージインダクタンスL2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
並列共振回路が形成される。この並列共振回路により、
二次巻線N2に誘起される交番電圧は共振電圧となる。
つまり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, an alternating voltage induced by the primary winding N1 is generated in the secondary winding N2. In this case, the secondary side parallel resonance capacitor C2 is connected in parallel to the secondary winding N2, so that the leakage inductance L2 of the secondary side winding N2 and the capacitance of the secondary side parallel resonance capacitor C2 are determined. A parallel resonance circuit is formed. With this parallel resonance circuit,
The alternating voltage induced in the secondary winding N2 becomes a resonance voltage.
That is, a voltage resonance operation is obtained on the secondary side.
【0012】即ち、この電源回路では、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。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
コンバータが、本明細書でいう上述した「複合共振形ス
イッチングコンバータ」としての構成となる。That is, in this power supply circuit, 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. Thus, the switching converter configured to operate with the resonance circuits provided on the primary side and the secondary side has a configuration as the above-mentioned “composite resonance type switching converter” described in this specification.
【0013】上記のようにして形成される電源回路の二
次側においては、フライバックトランスFBT及び直流
高電圧を得るための整流平滑回路から成る高圧発生回路
40Aが設けられる。まず二次巻線N2に対して並列
に、フライバックトランスFBTの一次巻線N4が接続
される。この場合、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V2が発生する。そしてフライバックトラン
スFBTは、一次巻線N4に印加される共振電圧V2を
二次側に伝達する。このフライバックトランスFBT及
びその二次側の整流平滑回路では、一次巻線N4に発生
する共振電圧を昇圧して、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、フライ
バックトランスFBTの二次側には、5組の昇圧巻線N
HV1,NHV2,NHV3,NHV4,NHV5が層間フィルム同軸
捲きによって分割されて巻装されている。そして各々の
昇圧巻線NHV1〜NHV5の巻始め端部に対しては、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。さらに、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の巻終り端部
に対して接続される。On the secondary side of the power supply circuit formed as described above, a flyback transformer FBT and a high voltage generating circuit 40A comprising a rectifying and smoothing circuit for obtaining a high DC voltage are provided. First, the primary winding N4 of the flyback transformer FBT is connected in parallel with the secondary winding N2. In this case, when the insulating converter transformer PIT operates as a complex resonance type switching converter, a resonance pulse voltage V2 is generated at both ends of the secondary parallel resonance capacitor C2. Then, the flyback transformer FBT transmits the resonance voltage V2 applied to the primary winding N4 to the secondary side. The flyback transformer FBT and its rectifying and smoothing circuit on the secondary side boost the resonance voltage generated in the primary winding N4 to generate a high voltage corresponding to, for example, the anode voltage level of the CRT. Therefore, on the secondary side of the flyback transformer FBT, five sets of boost windings N
HV1, NHV2, NHV3, NHV4, NHV5 are divided and wound by coaxial winding of an interlayer film. The anodes of the high-voltage rectifier diodes DHV1, DHV2, DHV3, DHV4, and DHV5 are connected to the winding start ends of the boost windings NHV1 to NHV5. Further, the cathode of the high-voltage rectifier diode DHV1 is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor COHV, and the respective cathodes of the remaining high-voltage rectifier diodes DHV2 to DHV5 are connected to the winding ends of the step-up windings NVH1 to NHV4, respectively.
【0014】即ち、フライバックトランスFBTの二次
側には、[昇圧巻線NHV1、高圧整流ダイオードDHV
1]、[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DHV4]、[昇圧巻線N
HV5、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 flyback transformer FBT, [a boost winding NHV1, a high-voltage rectifier diode DHV
1], [boost winding NHV2, high voltage rectifier diode DHV2],
[Step-up winding NHV3, high-voltage rectifier diode DHV3], [Step-up winding NHV4, high-voltage rectifier diode DHV4], [Step-up winding N
HV5, high-voltage rectifier diode DHV5], that is, a so-called multisingle-type half-wave rectifier circuit in which five sets of half-wave rectifier circuits are connected in series.
【0015】従って、フライバックトランスFBTの二
次側においては、5組の半波整流回路が昇圧巻線NHV1
〜NHV5に誘起された電流を整流して平滑コンデンサCO
HVに対して充電するという動作が行われ、平滑コンデン
サCOHV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直流高電圧E
HVが得られることになる。そして、この平滑コンデンサ
COHVの両端に得られた直流高電圧EHVを、例えばCR
Tのアノード電圧として利用するようにしている。Therefore, on the secondary side of the flyback transformer FBT, five sets of half-wave rectifier circuits
~ NHV5 rectifies the current induced and smoothes capacitor CO
An operation of charging the HV is performed, and a high DC voltage E of a level corresponding to about five times the induced voltage induced in each of the boost windings NVH1 to NHV5 is provided across the smoothing capacitor COHV.
HV will be obtained. Then, the DC high voltage EHV obtained between both ends of the smoothing capacitor COHV is
It is used as the anode voltage of T.
【0016】なお、この場合、フライバックトランスF
BTの一次巻線N4は30〜50T(ターン)、昇圧巻
線NHV1〜NHV5はそれぞれ530T程度とされて、5層
の層間フィルム捲きで2650T程度とされる。結合係
数は0.9程度である。例えば直流高電圧EHVとして3
1.5KVが得られるようにする場合は、絶縁コンバー
タトランスPITの一次巻線N1=90T、二次巻線N
2=75T、共振コンデンサCr=2700pF、二次
側並列共振コンデンサC2=0.017μF、フライバ
ックトランスFBTの一次巻線N4=50T、昇圧巻線
NHV1〜NHV5=520Tが選定される。In this case, the flyback transformer F
The primary winding N4 of the BT is about 30 to 50T (turns), the boost windings NHV1 to NHV5 are each about 530T, and about 5650T by winding five layers of interlayer films. The coupling coefficient is about 0.9. For example, DC high voltage EHV is 3
In order to obtain 1.5 KV, the primary winding N1 of the isolated converter transformer PIT = 90T, the secondary winding N
2 = 75T, resonance capacitor Cr = 2700 pF, secondary-side parallel resonance capacitor C2 = 0.017 μF, primary winding N4 = 50T of the flyback transformer FBT, and boost windings NHV1 to NHV5 = 520T are selected.
【0017】直流高電圧EHVは、高圧抵抗R1,分割抵
抗R2によって分圧されて制御回路1に対して供給され
る。制御回路1においては、分圧された直流高電圧EHV
を用いて定電圧化のための制御信号を生成する。即ち制
御回路1では、直流高電圧EHVの電圧レベルの変化に応
じて、制御巻線NCに流す制御電流(直流電流)レベル
を可変するようにされている。これによって、駆動巻線
NBのインダクタンスLBが可変されて、自励発振駆動回
路内の直列共振回路の共振周波数、つまり、スイッチン
グ素子Q1のスイッチング周波数が可変制御される。こ
れにより直流高電圧EHVを定電圧化する。交流入力電圧
VAC=90V〜120V、高圧負荷電力PHV=126W
〜0Wの変動に対して、スイッチング周波数fsは、8
0KHz〜95KHzの範囲で制御される。ここで、ス
イッチング周波数を可変するのにあたってはスイッチン
グ素子Q1がオフとなる期間TOFFは一定とされたうえ
で、オンとなる期間TONを可変制御するように動作して
いる。本明細書では、このような複合的な制御を「複合
制御方式」ということとしている。The DC high voltage EHV is divided by a high voltage resistor R1 and a divided resistor R2 and supplied to the control circuit 1. In the control circuit 1, the divided DC high voltage EHV
Is used to generate a control signal for constant voltage. That is, in the control circuit 1, the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC is changed according to the change in the voltage level of the DC high voltage EHV. Thereby, the inductance LB of the drive winding NB is varied, and the resonance frequency of the series resonance circuit in the self-excited oscillation drive circuit, that is, the switching frequency of the switching element Q1 is variably controlled. This makes the DC high voltage EHV a constant voltage. AC input voltage VAC = 90V-120V, high voltage load power PHV = 126W
For a variation of ~ 0 W, the switching frequency fs is 8
It is controlled in the range of 0 KHz to 95 KHz. Here, in varying the switching frequency, the period TOFF during which the switching element Q1 is turned off is kept constant, and the period TON during which the switching element Q1 is turned on is variably controlled. In this specification, such complex control is referred to as a “complex control method”.
【0018】図9、図10は、上記図8に示した電源回
路における要部の動作を示す波形図である。図9は交流
入力電圧VAC=100V、最大高圧負荷電力PHV=12
6W(=31.5KV×4mA)時の動作波形であり、
図10は交流入力電圧VAC=100V、最大高圧負荷電
力PHV=0W(=31.5KV×0mA)時の動作波形
である。FIGS. 9 and 10 are waveform diagrams showing the operation of the main part of the power supply circuit shown in FIG. FIG. 9 shows an AC input voltage VAC = 100 V and a maximum high-voltage load power PHV = 12.
It is an operation waveform at the time of 6W (= 31.5KV × 4mA),
FIG. 10 shows operation waveforms when the AC input voltage VAC = 100 V and the maximum high-voltage load power PHV = 0 W (= 31.5 KV × 0 mA).
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図8の
ような電源回路では、次のような問題を有している。絶
縁コンバータトランスPITは、図11(a)に示すよ
うに、例えばフェライト材によるE型コアCR1、CR
2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を利用して一次巻線N1と、二次巻線N2をそ
れぞれ分割した状態で巻装している。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
られるようにしている。結合係数は、例えば0.8程度
とされる。これにより絶縁コンバータトランスPITの
近辺には約20%の漏洩磁束が発生する。この漏洩磁束
の周波数は、上述のスイッチング周波数fsの制御によ
り80KHz〜95KHzとなる。The power supply circuit shown in FIG. 8 has the following problems. As shown in FIG. 11A, the insulating converter transformer PIT includes, for example, E-shaped cores CR1 and CR made of a ferrite material.
An EE-type core in which the magnetic legs 2 are opposed to each other is provided. A primary winding N1 and a secondary winding N2 are provided to the center magnetic leg of the EE-type core by using a divided bobbin B. Are wound separately. A gap G is formed for the center magnetic leg as shown in the figure. As a result, loose coupling with a required coupling coefficient can be obtained. The coupling coefficient is, for example, about 0.8. As a result, a leakage magnetic flux of about 20% is generated near the insulating converter transformer PIT. The frequency of the leakage magnetic flux ranges from 80 KHz to 95 KHz by controlling the switching frequency fs.
【0020】また図12にフライバックトランスFBT
の断面図を示すが、フライバックトランスFBTは、例
えばフェライト材による2つのコの字形コアCR11,
CR12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。例え
ば各ギャップGは0.35mmとされる。そして、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NH
V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。このフライバックトランスFBTの場合も、そ
の近辺には80KHz〜95KHz程度の周波数の漏洩
磁束が発生する。FIG. 12 shows a flyback transformer FBT.
A flyback transformer FBT includes two U-shaped cores CR11,
A rectangular core CR30 is formed by combining the magnetic legs of CR12 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. For example, each gap G is 0.35 mm. Then, as shown in the drawing, with respect to one magnetic leg of the square core CR30,
By attaching the low-voltage winding bobbin LB and the high-voltage winding bobbin HB, the primary winding N4 and the boost winding NH are respectively attached to the low-voltage winding bobbin LB and the high-voltage winding bobbin HB.
V is 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.
Is inserted and wound up by interlayer winding. Also in the case of the flyback transformer FBT, a leakage magnetic flux having a frequency of about 80 KHz to 95 KHz is generated in the vicinity thereof.
【0021】一方、テレビジョン受像器の水平同期信号
の周波数fhは、NTSC方式ではfh=15.75K
Hz、ハイビジョン方式ではfh=33.75KHz、
NTSC方式の倍速方式ではfh=31.5KHz、3
倍速方式ではfh=47.25KHz等、種々のテレビ
ジョン放送方式によって異なっている。この水平同期信
号に同期して動作している水平偏向回路に関しては、陰
極線管(CRT)のネック部に偏向ヨークが配され、ま
たプリント基板上には水平直線性補正コイル、ダイナミ
ックフォーカストランス等のリアクタ、インダクタが数
多くマウントされている。そして上記した絶縁コンバー
タトランスPITやフライバックトランスFBTの漏洩
磁束がこれらの水平偏向回路の構成部品に結合すると、
水平同期周波数fhとスイッチング周波数fsの干渉に
よる斜縞の電源ビートがブラウン管面上に発生してしま
う。On the other hand, the frequency fh of the horizontal synchronizing signal of the television receiver is fh = 15.75K in the NTSC system.
Hz, fh = 33.75KHz in the high-vision system,
In the double speed system of the NTSC system, fh = 31.5 KHz, 3
The double-speed system differs depending on various television broadcasting systems such as fh = 47.25 KHz. With respect to a horizontal deflection circuit operating in synchronization with the horizontal synchronization signal, a deflection yoke is provided at a neck portion of a cathode ray tube (CRT), and a horizontal linearity correction coil, a dynamic focus transformer and the like are provided on a printed circuit board. Many reactors and inductors are mounted. When the leakage magnetic flux of the above-mentioned insulating converter transformer PIT and flyback transformer FBT is coupled to the components of these horizontal deflection circuits,
A power beat of oblique stripes is generated on the surface of the CRT due to interference between the horizontal synchronization frequency fh and the switching frequency fs.
【0022】この対策のためには図11(a)に破線で
示すように、絶縁コンバータトランスPITのギャップ
Gの周辺に銅板を1ターン巻き付けて半田付けしたショ
ートリングSRを配している。図11(b)はショート
リングSRを巻き付けた状態の模式図である。ショート
リングSRは所要箇所Hが半田付けされる。このショー
トリングSRにより漏洩磁束を磁気シールドすること
で、電源ビートの発生を抑制する。またフライバックト
ランスFBTには図12に破線で模式的に示すように、
所要箇所を半田付けしたに銅板による磁気シールド板M
Sを配設し、漏洩磁束を抑制している。As a countermeasure against this, as shown by a broken line in FIG. 11A, a short ring SR in which a copper plate is wound one turn and soldered is arranged around the gap G of the insulating converter transformer PIT. FIG. 11B is a schematic diagram showing a state where the short ring SR is wound. A required portion H of the short ring SR is soldered. By magnetically shielding the leakage magnetic flux by the short ring SR, generation of a power beat is suppressed. Further, as schematically shown in FIG. 12 by a broken line in the flyback transformer FBT,
Magnetic shield plate M made of copper plate after soldering required parts
S is provided to suppress the leakage magnetic flux.
【0023】しかしながら、このような絶縁コンバータ
トランスPITやフライバックトランスFBTのシール
ド処理のために、銅板の材料コストがかかることや、取
付/半田付け工程の必要性から、各トランス(PIT、
FBT)の製造工程の煩雑化やコストアップを招くとい
う問題があった。However, due to the cost of material of the copper plate and the necessity of the mounting / soldering process, each transformer (PIT, PIT,
There is a problem that the manufacturing process of FBT) is complicated and costs are increased.
【0024】また絶縁コンバータトランスPITでは、
フェライト磁心と銅板が振動によって可聴周波数帯域の
鳴きが生じないようにするために、トランス組立後にワ
ニス含浸を行って銅板を固定することも必要であった。
フライバックトランスFBTでは、絶縁板の上に銅板を
巻くか、或いは銅板をトランスから離して実装しなけれ
ばならない。これらのことも、絶縁コンバータトランス
PITやフライバックトランスFBTの製造工程の煩雑
化やコストアップを招く。In the isolated converter transformer PIT,
In order to prevent the ferrite core and the copper plate from squeaking in the audible frequency band due to vibration, it was necessary to fix the copper plate by performing varnish impregnation after assembling the transformer.
In the flyback transformer FBT, it is necessary to wind a copper plate on an insulating plate or mount the copper plate away from the transformer. These also complicate the manufacturing steps and increase the cost of the insulating converter transformer PIT and the flyback transformer FBT.
【0025】[0025]
【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、陰極線管表示装置用のスイッチング
電源回路において、絶縁コンバータトランスPITやフ
ライバックトランスFBTに対する漏洩磁束のシールド
処理を不要とすることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention eliminates the need to shield a magnetic flux leakage from an insulating converter transformer PIT or a flyback transformer FBT in a switching power supply circuit for a cathode ray tube display. It is intended to be.
【0026】このため本発明は、交流入力電圧を整流平
滑した整流平滑電圧としての直流入力電圧を得る整流平
滑手段と、上記直流入力電圧をスイッチングして出力す
る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、上記陰極線管表示装置で用い
る水平同期信号に同期した信号を用いて、上記スイッチ
ング素子に水平同期信号に同期したスイッチング動作を
させるスイッチング駆動手段と、一次側巻線と二次側高
圧巻線が密結合とされ、上記一次側巻線に得られる上記
スイッチング手段の出力を上記二次側高圧巻線に伝送
し、二次側から昇圧された高圧交番電圧を得るようにさ
れたフライバックトランスと、上記フライバックトラン
スの二次側に得られる高圧交番電圧について半波整流動
作を行うことで、直流高電圧を得るように構成された直
流高電圧生成手段と、上記フライバックトランスの上記
一次側巻線と直列に接続され上記一次側共振回路のイン
ダクタンス成分として機能するようにして設けられる被
制御巻線及び該被制御巻線とその巻回方向が直交するよ
うにされた制御巻線とが巻装される直交形制御トランス
を備え上記直流高電圧のレベルに応じて可変される制御
電流を上記制御巻線に流して上記被制御巻線のインダク
タンスを変化させることで上記直流高電圧に対する定電
圧制御を行うようにされた定電圧制御手段と、を備えて
スイッチング電源回路を構成する。Therefore, the present invention provides a rectifying / smoothing means for obtaining a DC input voltage as a rectified / smoothed voltage obtained by rectifying / smoothing an AC input voltage, and a switching device formed by including a switching element for switching and outputting the DC input voltage. Means, a primary-side parallel resonance capacitor provided so as to form a primary-side resonance circuit that makes the operation of the switching means a voltage resonance type, and a signal synchronized with a horizontal synchronization signal used in the cathode ray tube display device. Switching driving means for causing the switching element to perform a switching operation in synchronization with a horizontal synchronization signal; and a primary winding and a secondary high-voltage winding which are tightly coupled to each other. A flyback converter that transmits the output to the secondary high-voltage winding and obtains a high-voltage alternating voltage boosted from the secondary. DC high voltage generating means configured to obtain a DC high voltage by performing a half-wave rectification operation on a high-voltage alternating voltage obtained on the secondary side of the flyback transformer, and the flyback transformer. A controlled winding connected in series with the primary winding and provided so as to function as an inductance component of the primary resonance circuit, and a control winding in which the winding is orthogonal to the controlled winding And a control current, which is varied according to the level of the DC high voltage, is supplied to the control winding to change the inductance of the controlled winding. A constant-voltage control unit configured to perform constant-voltage control on the voltage to constitute a switching power supply circuit.
【0027】上記構成によれば、一次側においては電圧
共振形コンバータを形成するための一次側共振回路を備
えたスイッチングコンバータの動作を、水平同期周波数
に同期させることができ、これによって絶縁コンバータ
トランスや高圧発生トランスの漏洩磁束と水平同期周波
数の干渉による電源ビートが発生しないようになる。ま
た、直交形制御トランスの被制御巻線のインダクタンス
制御により直流高電圧の安定化が図られる。According to the above configuration, on the primary side, the operation of the switching converter provided with the primary side resonance circuit for forming the voltage resonance type converter can be synchronized with the horizontal synchronization frequency. Also, power beat due to interference between the leakage magnetic flux of the high voltage generating transformer and the horizontal synchronization frequency is prevented. Further, the DC high voltage is stabilized by controlling the inductance of the controlled winding of the orthogonal control transformer.
【0028】また本発明のスイッチング電源回路は、上
記構成において、上記直流高電圧生成手段は、分割され
た上記二次側高圧巻線ごとに整流ダイオードを直列に挿
入することで、上記高圧交番電圧を整流する多段型整流
回路と、この多段型整流回路の整流出力を平滑化する平
滑コンデンサを備えることで、所要のレベルの直流高電
圧を生成して出力すると共に、上記多段型整流回路の整
流電流経路に対してリンギング抑制回路が接続されてい
るようにする。又は、上記フライバックトランスの上記
一次側巻線に対して直列に、リンギング抑制回路が接続
されているようにする。このような構成により、当該ス
イッチング電源回路の二次側又は一次側に流れるリンギ
ング電流を抑制する作用を有する。Further, in the switching power supply circuit according to the present invention, in the above configuration, the DC high-voltage generating means inserts a rectifier diode in series for each of the divided secondary high-voltage windings, so that the high-voltage alternating voltage is Rectifier circuit, and a smoothing capacitor for smoothing the rectified output of the multi-stage rectifier circuit, thereby generating and outputting a DC high voltage of a required level and rectifying the multi-stage rectifier circuit. The ringing suppression circuit is connected to the current path. Alternatively, a ringing suppression circuit is connected in series with the primary winding of the flyback transformer. With such a configuration, the switching power supply circuit has an operation of suppressing a ringing current flowing on the secondary side or the primary side.
【0029】また本発明のスイッチング電源回路は、上
記構成において、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ものとする。これに
より、起磁力を維持したまま制御巻線の時定数を小さく
でき、高速過渡応答が改善される。In the switching power supply circuit according to the present invention, the control winding of the orthogonal control transformer has a structure in which a plurality of wires are bundled and wound. Thus, the time constant of the control winding can be reduced while maintaining the magnetomotive force, and the high-speed transient response is improved.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1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1の回路は、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
を備えている。この電圧共振形コンバータに備えられる
1石のスイッチング素子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)が採用さ
れている。FIG. 1 shows a configuration of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
The circuit shown in FIG. 1 includes a voltage resonance type converter that performs a switching operation in a so-called single-end system by a self-excited system. A high withstand voltage bipolar transistor (BJT: junction transistor) is employed as one switching element Q1 provided in this voltage resonance type converter.
【0031】商用交流電源ACには、ブリッジ整流回路
Di及び平滑コンデンサCiから成る整流平滑回路が接
続されており、交流入力電圧VACのほぼ1倍のレベルに
対応する整流平滑電圧Eiを生成し、直流入力電圧とし
て後段の電圧共振形コンバータに供給する。A rectifying / smoothing circuit including a bridge rectifying circuit Di and a smoothing capacitor Ci is connected to the commercial AC power supply AC, and generates a rectified / smoothed voltage Ei corresponding to a level almost equal to the AC input voltage VAC. It is supplied as a DC input voltage to a subsequent voltage resonance type converter.
【0032】スイッチング素子Q1のベースは、起動抵
抗RSを介して平滑コンデンサCi(整流平滑電圧E
i)の正極側に接続されて、起動時のベース電流を整流
平滑ラインから得るようにしている。The base of the switching element Q1 is connected to a smoothing capacitor Ci (rectified smoothing voltage E) via a starting resistor RS.
It is connected to the positive electrode side of i) so that the base current at the time of startup is obtained from the rectification smoothing line.
【0033】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、フライバックトランスFBTの一次
側に巻数1T(ターン)で施されたドライブ巻線NB
と、共振コンデンサCB−インダクタLB−ベース電流制
限抵抗RBの直列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。この自励発振回路によってスイッ
チング素子Q1をオン/オフするスイッチング周波数f
sが生成される。例えば当該スイッチング電源回路が搭
載されるテレビジョン受像器等において水平同期周波数
fh=33.75KHzであるとすると、上記直列共振
回路によるスイッチング周波数fs=33.5KHz程
度に設定する。Between the base of the switching element Q1 and the ground on the primary side, a drive winding NB having a winding number of 1T (turn) on the primary side of the flyback transformer FBT.
And a series resonance circuit for self-excited oscillation driving, which is composed of a series circuit of a resonance capacitor CB, an inductor LB and a base current limiting resistor RB. Switching frequency f for turning on / off switching element Q1 by this self-excited oscillation circuit
s is generated. For example, assuming that the horizontal synchronizing frequency fh = 33.75 KHz in a television receiver or the like on which the switching power supply circuit is mounted, the switching frequency fs by the series resonance circuit is set to about 33.5 KHz.
【0034】さらに本例の場合は、水平同期周波数fh
と同期をとるために、陰極線管表示装置の水平同期回路
系で用いられている水平発振パルス電圧、又は水平ドラ
イブパルス電圧、又は水平出力パルス電圧としての電圧
Vfhが、抵抗Rh、コンデンサChを介してスイッチ
ング素子Q1のベースに印加される。これによってスイ
ッチング素子Q1のスイッチング動作が、外部同期がと
られることになる。Further, in the case of this example, the horizontal synchronization frequency fh
The horizontal oscillation pulse voltage, the horizontal drive pulse voltage, or the voltage Vfh as the horizontal output pulse voltage used in the horizontal synchronization circuit system of the cathode ray tube display device is synchronized via the resistor Rh and the capacitor Ch in order to synchronize with the display. Is applied to the base of the switching element Q1. As a result, the switching operation of the switching element Q1 is externally synchronized.
【0035】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DD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
されており、また、スイッチング素子Q1のコレクタ
は、フライバックトランスFBTの一次巻線N4の一端
と接続され、エミッタは接地される。Further, the clamp diode DD inserted between the base of the switching element Q1 and the negative electrode (primary side ground) of the smoothing capacitor Ci provides the switching element Q1.
Of the switching element Q1 is connected to one end of the primary winding N4 of the flyback transformer FBT, and the emitter is grounded.
【0036】また、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Crが並列
に接続されている。この並列共振コンデンサCrは、自
身のキャパシタンスと、フライバックトランスFBTの
一次巻線N4、及び直交形制御トランスPRT(Power
Regulating Transformer) の被制御巻線NR の直列接続
により得られる合成インダクタンス(L4+LR)とに
より電圧共振形コンバータの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、この並列
共振回路の作用によって共振コンデンサCrの両端電圧
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なっている。The collector of the switching element Q1
A parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the emitters. The parallel resonance capacitor Cr includes its own capacitance, the primary winding N4 of the flyback transformer FBT, and the orthogonal control transformer PRT (Power
A parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter is formed by the combined inductance (L4 + LR) obtained by connecting the controlled winding NR of the Regulating Transformer in series.
When the switching element Q1 is turned off, the voltage V1 across the resonance capacitor Cr is actually a sinusoidal pulse waveform by the action of the parallel resonance circuit, so that a voltage resonance type operation can be obtained.
【0037】直交形制御トランスPRTは、被制御巻線
NR及び制御巻線NC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は、制御回路1によ
って制御巻線NCに流される制御電流によって被制御巻
線NRのインダクタンスLRが可変される。これによって
後述する直流高電圧EHVの安定化を図る。The orthogonal control transformer PRT is a saturable reactor in which the controlled winding NR and the control winding NC are wound. In the orthogonal control transformer PRT, the inductance LR of the controlled winding NR is varied by a control current supplied to the control winding NC by the control circuit 1. Thereby, the DC high voltage EHV described later is stabilized.
【0038】この直交形制御トランスPRTの制御巻線
NCは、例えば各60μmφの3〜6束のリッツ線を用
いて、400〜200T(ターン)巻回されて成る。図
2に直交形制御トランスPRTの構造を示す。図2
(a)はその全体構造を説明するための外観斜視図、図
2(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。直交形制御トランスPRT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。The control winding NC of the orthogonal control transformer PRT is formed by winding 400 to 200 T (turns) using, for example, 3 to 6 bundles of litz wires of 60 μmφ. FIG. 2 shows the structure of the orthogonal control transformer PRT. FIG.
2A is an external perspective view for explaining the overall structure, and FIG. 2B is a cross-sectional perspective view for explaining a winding direction of a wound winding. The orthogonal control transformer PRT is formed by a 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.
【0039】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NC 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NC 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, a double U-shaped core 21
A control winding NC is wound around the two magnetic legs 21b and 21c, and a 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
, A control winding NC is wound as a saturable reactor wound in a direction orthogonal to the control winding NC.
【0040】そして制御巻線NCは、図示するように例
えば各60μmφの3束のリッツ線NC1、NC2、NC3を束
ねた状態で、400T程度巻回される。なお、4束、5
束、6束のリッツ線を束ねて巻回してもよい。例えば6
束の場合は200T程度巻回する。このように複数束の
リッツ線を束ねて、ターン数を減らすことで、1束のリ
ッツ線を用いる場合に比べて、制御巻線NCの直流抵抗
値及びインダクタンスを下げることができ、即ち起磁力
を同等に維持したまま時定数を小さくできる。これは、
制御巻線NCに流される制御電流による被制御巻線NRの
インダクタンスLRの可変制御について、高速過渡応答
性を向上させるものとなる。As shown in the figure, the control winding NC is wound about 400 T in a state where three bundles of litz wires NC1, NC2 and NC3 each having a diameter of, for example, 60 μm are bundled. 4 bundles, 5 bundles
A bundle of six litz wires may be bundled and wound. For example, 6
In the case of a bundle, it is wound about 200T. By bundling a plurality of bundles of litz wires and reducing the number of turns, the DC resistance and inductance of the control winding NC can be reduced as compared with the case of using a single bundle of litz wires. The time constant can be reduced while maintaining the same. this is,
The variable control of the inductance LR of the controlled winding NR by the control current flowing through the control winding NC improves the high-speed transient response.
【0041】図1の回路において、スイッチング素子Q
1に得られるスイッチング出力は、高圧発生回路40を
形成するフライバックトランスFBTの一次巻線N4に
対して伝達される。フライバックトランスFBTは、図
示するように、一次側には一次巻線N4が巻装される。
また二次側高圧巻線として、5組の昇圧巻線NHV1,NH
V2,NHV3,NHV4,NHV5が巻装されている。これら昇
圧巻線NHV1〜NHV5は、実際には、分割されて各々独立
した状態でコアに巻装されている。これら昇圧巻線NHV
1〜NHV5は、一次巻線N4に対して逆極性となるように
巻装されていることで、フライバック動作が得られるよ
うになっている。In the circuit shown in FIG.
The switching output obtained at 1 is transmitted to the primary winding N4 of the flyback transformer FBT forming the high voltage generation circuit 40. As shown, the flyback transformer FBT has a primary winding N4 wound on the primary side.
Also, as the secondary side high-voltage winding, five sets of boost windings NVH1, NH
V2, NHV3, NHV4, and NHV5 are wound. These boost windings NHV1 to NHV5 are actually divided and wound around the core in an independent state. These boost windings NHV
1 to NHV5 are wound so as to have the opposite polarity to the primary winding N4, so that a flyback operation can be obtained.
【0042】これら昇圧巻線NHV1,NHV2,NHV3,NH
V4,NHV5は、それぞれ図示するようにして、高圧整流
ダイオードDHV1,DHV2,DHV3,DHV4,DHV5の各々
と直列接続されることで、計5組の半波整流回路を形成
し、これら5組の半波整流回路がさらに直列に多段接続
されているものである。そして、これら5組の半波整流
回路から成る多段型整流回路に対して平滑コンデンサC
OHVが並列に接続されている。These boost windings NVH1, NVH2, NVH3, NH
As shown in the figure, V4 and NHV5 are connected in series with each of the high-voltage rectifier diodes DHV1, DHV2, DHV3, DHV4, and DHV5 to form a total of five sets of half-wave rectifier circuits. A half-wave rectifier circuit is further connected in multiple stages in series. Then, a smoothing capacitor C is applied to a multi-stage rectifier circuit composed of these five sets of half-wave rectifier circuits.
OHVs are connected in parallel.
【0043】但し、本実施の形態においては、図示する
ように、昇圧巻線NHV5の巻始め端部と、二次側アース
間に対して、図示するように、高圧整流ダイオードDHV
1〜DHV5と同一の導通方向によって、追加高圧整流ダイ
オードDHV6を直列に接続している。つまり、二次側整
流平滑回路の整流電流経路内における、多段型整流回路
の最下段に対して追加高圧整流ダイオードDHV6を設け
ているものである。この追加高圧整流ダイオードDHV6
は、リンギング抑制回路41Aとしての作用をなす。However, in the present embodiment, as shown, a high-voltage rectifier diode DHV is provided between the winding start end of the boost winding NVH5 and the secondary side ground, as shown in the figure.
An additional high voltage rectifier diode DHV6 is connected in series with the same conduction direction as 1 to DHV5. That is, the additional high-voltage rectifier diode DHV6 is provided at the lowermost stage of the multi-stage rectifier circuit in the rectification current path of the secondary-side rectifier / smoothing circuit. This additional high voltage rectifier diode DHV6
Functions as the ringing suppression circuit 41A.
【0044】上記した二次側整流平滑回路の動作として
は次のようになる。フライバックトランスFBTの一次
巻線N4と昇圧巻線NHV1〜NHV5とは密結合であり、一
次側電圧共振コンバータのスイッチング素子Q1がオフ
の時に一次巻線N4に発生する正極性の正弦波パルス電
圧を昇圧巻線NHV1〜NHV5で昇圧する。そして、フライ
バックトランスFBTの二次側においては、5組の半波
整流回路が昇圧巻線NHV1〜NHV5に誘起された電圧を、
高圧整流ダイオードDHV1〜DHV5(及び追加高圧整流ダ
イオードDHV6)により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る。これによって、
平滑コンデンサCOHVの両端には、各昇圧巻線NHV1〜N
HV5に誘起される電圧の5倍に対応するレベルの直流電
圧が得られる。そして、この平滑コンデンサCOHVの両
端に得られた直流電圧が直流高電圧EHVとして出力され
ることになる。この直流高電圧EHVは、例えばCRTの
アノード電圧として利用される。The operation of the secondary-side rectifying / smoothing circuit is as follows. The primary winding N4 of the flyback transformer FBT and the boost windings NHV1 to NHV5 are tightly coupled, and a positive sine wave pulse voltage generated in the primary winding N4 when the switching element Q1 of the primary side voltage resonance converter is off. Is boosted by the boost windings NHV1 to NHV5. Then, on the secondary side of the flyback transformer FBT, the five sets of half-wave rectifier circuits convert the voltages induced in the boost windings NHV1 to NHV5 into:
An operation of rectifying by the high voltage rectifier diodes DHV1 to DHV5 (and the additional high voltage rectifier diode DHV6) and charging the smoothing capacitor COHV is performed. by this,
At both ends of the smoothing capacitor COHV, each boost winding NHV1 to NHV
A DC voltage at a level corresponding to five times the voltage induced in HV5 is obtained. Then, the DC voltage obtained at both ends of the smoothing capacitor COHV is output as a DC high voltage EHV. The DC high voltage EHV is used, for example, as an anode voltage of a CRT.
【0045】また、直流高電圧EHVが得られる平滑コン
デンサCOHV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1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1に対しては、検
出電圧として、直流高電圧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。さらに、平滑コンデンサCOHVと二次側アース間に
は抵抗R3が挿入され、抵抗R3の一端側の電圧が、制
御回路1に対しての検出電圧として供給されている。Further, a series connection circuit of voltage dividing resistors R1-R2 is provided in parallel with the smoothing capacitor COHV from which the DC high voltage EHV is obtained. The voltage dividing resistor R1−
The voltage dividing point of R2 is connected to the control circuit 1. That is, in the present embodiment, a voltage level obtained by dividing the DC high voltage EHV by the voltage dividing resistors R1 and R2 is input to the control circuit 1 as the detection voltage. Further, a resistor R3 is inserted between the smoothing capacitor COHV and the secondary-side ground, and a voltage at one end of the resistor R3 is supplied to the control circuit 1 as a detection voltage.
【0046】制御回路1は誤差電圧増幅器として構成さ
れ、直流高電圧EHVの変化に応じて、制御巻線NCに流
す制御電流(直流電流)レベルを可変することで、被制
御巻線NRのインダクタンスLRを可変制御する。これに
より直流高電圧EHVの安定化を行う。The control circuit 1 is configured as an error voltage amplifier, and varies the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC according to the change in the DC high voltage EHV, thereby changing the inductance of the controlled winding NR. LR is variably controlled. This stabilizes the DC high voltage EHV.
【0047】図3及び図4の断面図により、上記図1に
示す回路に備えられるフライバックトランスFBTの構
造例を示しておく。なお図1に示す駆動巻線NBについ
ては図示を省略している。先ず、図3に示すフライバッ
クトランスFBTでは、例えばフェライト材による2つ
のU字型コアCR1,CR2の各磁脚を対向するように
組み合わせることでU−U字型コアCRが形成される。
そして、U字型コアCR1の磁脚端部と、U字型コアC
R2の磁脚端部との対向する部分にはギャップG1,G
2をそれぞれ設けるようにされる。そして、図示するよ
うに、一次巻線N4を巻装した低圧巻線ボビンLBをU
−U字型コアCRの一方の磁脚に対して貫通させるよう
に取り付ける。そして、この低圧巻線ボビンLBのさら
に外側に対して、昇圧巻線NHV(1〜5)を巻装した高圧
巻線ボビンHBを貫通させるようにして取り付ける。こ
れによって、一次巻線N4と昇圧巻線NHV(1〜5)とに
ついて分割して巻装する構造が得られる。FIGS. 3 and 4 show an example of the structure of the flyback transformer FBT provided in the circuit shown in FIG. The illustration of the drive winding NB shown in FIG. 1 is omitted. First, in the flyback transformer FBT shown in FIG. 3, the U-U-shaped core CR is formed by combining the magnetic legs of two U-shaped cores CR1 and CR2 made of, for example, a ferrite material so as to face each other.
Then, the magnetic leg end of the U-shaped core CR1 and the U-shaped core C
The gaps G1 and G
2 are provided. Then, as shown in the figure, the low-voltage winding bobbin LB on which the primary winding N4 is wound
-Attach so as to penetrate one magnetic leg of the U-shaped core CR. Then, the high-voltage winding bobbin HB on which the boost windings NHV (1 to 5) are wound is attached to the outside of the low-voltage winding bobbin LB so as to pass therethrough. As a result, a structure in which the primary winding N4 and the boost winding NHV (1 to 5) are divided and wound is obtained.
【0048】ここで、高圧巻線ボビンHBに巻装する昇
圧巻線NHVとしては、例えば複数の昇圧巻線NHV(1〜
5)の各々を絶縁した状態で巻装する必要がある。この
ため、昇圧巻線NHVの巻き方は、各昇圧巻線NHV(1〜
5)を所定回数巻装して得られる巻線層ごとに層間フィ
ルムFを介在させた、いわゆる層間巻きとされている。
そのうえで、上記一次巻線N4及び昇圧巻線NHVとにつ
いて、例えば高分子のエポキシ樹脂等の充填剤により充
填することで、これらの絶縁を確保する。そして、上記
のようにして昇圧巻線NHV(1〜5)を巻装したうえで、
回路的には図1に示した態様が得られるように、各昇圧
巻線NHV(1〜5)に対して高圧整流ダイオードDHV(1〜
6)を接続して取り付ける。Here, as the boost winding NHV wound around the high-voltage winding bobbin HB, for example, a plurality of boost windings NHV (1 to
It is necessary to wind each of 5) in an insulated state. For this reason, the winding method of the step-up windings NHV depends on each step-up winding NVH (1 to
5) is a so-called interlayer winding in which an interlayer film F is interposed for each winding layer obtained by winding a predetermined number of times.
Then, the primary winding N4 and the step-up winding NVH are filled with a filler such as a polymer epoxy resin, thereby ensuring their insulation. Then, after winding the step-up winding NVH (1 to 5) as described above,
In terms of the circuit, the high-voltage rectifier diodes DHV (1 to DHV (1 to
6) Connect and attach.
【0049】また、昇圧巻線NHV(1〜5)の各々につい
て絶縁した状態が得られるようにするためには、上記図
3に示す構造のほか、図4に示すようにして、いわゆる
分割巻き(スリット巻き)による構造を採ることもでき
る。なお、図4において図3と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。昇圧巻線NHVを分割巻きによっ
て巻装する場合は、図示するように、高圧巻線ボビンH
B1の内側に対して一体的に仕切板DVを形成する。こ
れにより、隣り合う仕切板DVの間には、巻線領域であ
るスリットSが複数形成されることになる。そして、こ
の各スリットS内に対して昇圧巻線NHVを巻装すること
で昇圧巻線NHV間の絶縁を得るようにしているものであ
る。In order to obtain an insulated state for each of the step-up windings NVH (1 to 5), in addition to the structure shown in FIG. 3, as shown in FIG. (Slit winding) can also be adopted. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. When the step-up winding NHV is wound by the division winding, as shown in the figure, the high-voltage winding bobbin H
A partition plate DV is formed integrally with the inside of B1. As a result, a plurality of slits S, which are winding regions, are formed between adjacent partition plates DV. The step-up windings NHV are wound around the respective slits S so as to obtain insulation between the step-up windings NHV.
【0050】これら図3又は図4に示すフライバックト
ランスFBTの構造によっては、一次巻線N4と二次側
の昇圧巻線NHV(1〜5)とについては、同一の磁脚に対
して巻装されているで、互いの結合状態として密結合の
状態が得られるようにされている。例えば実際として
は、結合係数k=0.98程度の密結合が得られている
ものである。そしてまた本例の場合は、図12で説明し
たような銅板による磁気シールド板MSは設けられな
い。Depending on the structure of the flyback transformer FBT shown in FIG. 3 or FIG. 4, the primary winding N4 and the secondary side boosting winding NHV (1-5) are wound around the same magnetic leg. So that a tightly coupled state is obtained as a mutually coupled state. For example, in practice, close coupling with a coupling coefficient k of about 0.98 is obtained. Further, in the case of this example, the magnetic shield plate MS made of a copper plate as described with reference to FIG. 12 is not provided.
【0051】直流高電圧EHVの安定化は次のように行わ
れる。上記のように制御回路1としては、直流高電圧E
HVが一定となるように直交形トランスPRTの制御巻線
NCに対して、直流高電圧EHVの変動に応じたレベルの
制御電流を流して、被制御巻線NRのインダクタンスLR
を可変するように動作する。一次側の並列共振回路は、
一次巻線N4と被制御巻線NRの合成インダクタンス
(L4+LR)と並列共振コンデンサCrのキャパシタ
ンスとによって形成されるものとみることが出来るが、
制御回路1の動作によって被制御巻線NRのインダクタ
ンスLRが変化すると、一次側並列共振回路の共振条件
が変化してスイッチング素子Q1及び並列共振コンデン
サCrの両端に得られる共振電圧のパルス幅を制御する
動作が得られる。ここで、共振電圧のパルス幅とは、ス
イッチング素子Q1のオフ期間であり、換言すれば、共
振電圧のパルス幅を制御することはスイッチング素子Q
1のオン期間を制御して、二次側の直流出力電圧を制御
することに他ならない。即ち、本実施の形態ではスイッ
チング素子Q1のオン期間を制御することによって、二
次側出力電圧の安定化を図るように動作する。The stabilization of the DC high voltage EHV is performed as follows. As described above, the control circuit 1 includes the DC high voltage E
A control current of a level corresponding to the fluctuation of the DC high voltage EHV is applied to the control winding NC of the orthogonal transformer PRT so that HV is constant, and the inductance LR of the controlled winding NR is controlled.
It operates to change. The parallel resonance circuit on the primary side is
Although it can be seen that it is formed by the combined inductance (L4 + LR) of the primary winding N4 and the controlled winding NR and the capacitance of the parallel resonance capacitor Cr,
When the inductance LR of the controlled winding NR changes due to the operation of the control circuit 1, the resonance condition of the primary side parallel resonance circuit changes to control the pulse width of the resonance voltage obtained at both ends of the switching element Q1 and the parallel resonance capacitor Cr. Is obtained. Here, the pulse width of the resonance voltage is the off period of the switching element Q1, in other words, controlling the pulse width of the resonance voltage is equivalent to the switching element Q1.
It is nothing more than controlling the DC output voltage of the secondary side by controlling the ON period of 1. That is, in the present embodiment, the operation is performed so as to stabilize the secondary-side output voltage by controlling the ON period of the switching element Q1.
【0052】本例のスイッチング電源回路において、一
次巻線N4=60T、各昇圧巻線NHV=530T、イン
ダクタンスL1=1.5mH、並列共振コンデンサCr
=1000pFとするときに、交流入力電圧VAC=10
0V±10%、直流高電圧EHV=31.5KV、直流高
電流IHV=4mA〜0mAの変動に対して、被制御巻線
NRのインダクタンスLRの可変範囲50μH〜150μ
Hで、直流高電圧EHVの定電圧化が可能である。In the switching power supply circuit of this embodiment, the primary winding N4 = 60T, each boost winding NHV = 530T, the inductance L1 = 1.5mH, the parallel resonance capacitor Cr
= 1000 pF, AC input voltage VAC = 10
0 V ± 10%, DC high voltage EHV = 31.5 KV, DC high current IHV = 4 mA to 0 mA, and the variable range of the inductance LR of the controlled winding NR is 50 μH to 150 μ.
H makes it possible to make the DC high voltage EHV constant.
【0053】また、このような図1の電源回路によれ
ば、電圧共振形スイッチングコンバータの動作を、水平
同期周波数に同期させることができ、これによってフラ
イバックトランスFBTの漏洩磁束と水平同期周波数の
干渉による電源ビートが発生しないようにできるものと
なる。上記したように一次側のスイッチング素子Q1
は、ドライブ巻線NB、共振コンデンサCB、インダクタ
LB、ベース電流制限抵抗RBよりなる直列共振回路によ
ってスイッチング周波数fsが設定される。ここでスイ
ッチング周波数fs<水平同期周波数fhに設定すれ
ば、水平同期周波数に同期した電圧Vfhの外部同期ト
リガ信号によってfs=fhに引き込まれてスイッチン
グ周波数fsが固定されることになる。例えばfs=3
3.75KHzの固定周波数となる。このため電圧共振
形スイッチングコンバータの動作は水平同期信号の周波
数と同期することになり、従ってフライバックトランス
FBTの漏洩磁束と水平同期周波数の干渉による電源ビ
ートは発生しない。もちろん本例の場合は、絶縁コンバ
ータトランスPITは用いられないので、図8の先行技
術において言及した絶縁コンバータトランスPITの漏
洩磁束に関する問題は生じない。Further, according to the power supply circuit shown in FIG. 1, the operation of the voltage resonance type switching converter can be synchronized with the horizontal synchronization frequency, whereby the leakage flux of the flyback transformer FBT and the horizontal synchronization frequency can be adjusted. The power beat can be prevented from occurring due to the interference. As described above, the primary-side switching element Q1
The switching frequency fs is set by a series resonance circuit including a drive winding NB, a resonance capacitor CB, an inductor LB, and a base current limiting resistor RB. Here, if the switching frequency fs is set to be smaller than the horizontal synchronization frequency fh, the switching frequency fs is fixed by being pulled to fs = fh by the external synchronization trigger signal of the voltage Vfh synchronized with the horizontal synchronization frequency. For example, fs = 3
The fixed frequency is 3.75 KHz. For this reason, the operation of the voltage resonance type switching converter is synchronized with the frequency of the horizontal synchronizing signal, so that no power beat occurs due to the interference between the leakage magnetic flux of the flyback transformer FBT and the horizontal synchronizing frequency. Of course, in the case of this example, since the insulating converter transformer PIT is not used, the problem regarding the leakage magnetic flux of the insulating converter transformer PIT mentioned in the prior art of FIG. 8 does not occur.
【0054】図5は交流入力電圧VAC=100V、直流
高電圧EHV=31.5KV、直流高電流IHV=4mA時
の各部の動作波形であり、図6は交流入力電圧VAC=1
00V、直流高電流IHV=0W時の動作波形を示してい
る。この場合、水平同期周波数fh=33.75KHz
であり、スイッチング周波数fsがこれに同期するた
め、図5,図6に示すようにスイッチング周期は、9μ
sec+20.6μsec=11.1μsec+18.
5μsec=29.6μsecである。つまり、スイッ
チング周期は水平同期周波数と同期した固定のものとな
っている。そして、上記のインダクタンスLRの制御に
より、スイッチング素子Q1のオン/オフ期間が固定周
期内で可変制御される。従って図5、図6を比較してわ
かるように、交流入力電圧が低く、高圧負荷が重いとき
は、被制御巻線NRのインダクタンスLRが減少されて、
一次側に発生する電圧共振パルス電圧V1のパルス幅が
狭くなり、ピーク値が上昇する。一方、交流入力電圧が
高く高圧負荷が軽いときは、被制御巻線NRのインダク
タンスLRが増加されて、電圧共振パルス電圧V1のパル
ス幅が広くなってピーク値が下降する。このような作用
によって、直流高電圧EHVの定電圧化が行われる。FIG. 5 shows the operation waveforms of the respective parts when the AC input voltage VAC = 100 V, the DC high voltage EHV = 31.5 KV, and the DC high current IHV = 4 mA. FIG. 6 shows the AC input voltage VAC = 1.
The operation waveforms at 00 V and high DC current IHV = 0 W are shown. In this case, the horizontal synchronization frequency fh = 33.75 KHz
Since the switching frequency fs is synchronized with this, the switching cycle is 9 μm as shown in FIGS.
sec + 20.6 μsec = 11.1 μsec + 18.
5 μsec = 29.6 μsec. That is, the switching cycle is fixed and synchronized with the horizontal synchronization frequency. By controlling the inductance LR, the on / off period of the switching element Q1 is variably controlled within a fixed cycle. Therefore, as can be seen by comparing FIGS. 5 and 6, when the AC input voltage is low and the high-voltage load is heavy, the inductance LR of the controlled winding NR is reduced,
The pulse width of the voltage resonance pulse voltage V1 generated on the primary side is reduced, and the peak value is increased. On the other hand, when the AC input voltage is high and the high-voltage load is light, the inductance LR of the controlled winding NR increases, the pulse width of the voltage resonance pulse voltage V1 increases, and the peak value decreases. By such an operation, the DC high voltage EHV is made constant.
【0055】また前述もしたように、本実施の形態にお
いては、フライバックトランスFBTの二次側整流平滑
回路において、多段型整流回路の整流電流経路に対して
リンギング抑制回路41Aとして追加高圧整流ダイオー
ドDHV6が設けられている。即ち、昇圧巻線NHV1〜NHV
5の分布容量や一次巻線N4と昇圧巻線NHV1〜NHV5の
漏洩インダクタンスにより、高周波のリンギング(振
動)電流成分が発生するが、追加高圧整流ダイオードD
HV6によってリンギング成分が低減される。結果とし
て、大幅な電力損失の低減が図られ、これにより電力変
換効率が向上する。本例の場合、AC/DCの電力変換
効率は図8の回路例の85.7%から87.5%に向上
し、入力電力を低減させることができる。最大高圧負荷
時には入力電力は3.0W低減され、また高圧無負荷時
にも入力電力は3.0W低減できる。As described above, in the present embodiment, in the secondary rectifying and smoothing circuit of the flyback transformer FBT, an additional high-voltage rectifying diode is provided as a ringing suppressing circuit 41A for the rectifying current path of the multi-stage rectifying circuit. DHV6 is provided. That is, the boost windings NHV1 to NHV
The high-frequency ringing (oscillation) current component is generated due to the distributed capacitance of 5 and the leakage inductance of the primary winding N4 and the boost windings NHV1 to NHV5.
The ringing component is reduced by HV6. As a result, a significant reduction in power loss is achieved, thereby improving power conversion efficiency. In the case of this example, the power conversion efficiency of AC / DC is improved from 85.7% of the circuit example of FIG. 8 to 87.5%, and the input power can be reduced. The input power can be reduced by 3.0 W at the maximum high-voltage load, and can be reduced by 3.0 W at the high-voltage no-load.
【0056】図7に本発明の第2の実施の形態のスイッ
チング電源回路を示す。図7は、スイッチング素子Q1
をMOS−FETとし、スイッチング素子Q1に対して
ICによる他励発振回路を設けた例である。なお、図1
と同一部分は同一符号を付し、説明を省略する。FIG. 7 shows a switching power supply circuit according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 shows the switching element Q1
Is a MOS-FET, and a separately excited oscillation circuit by an IC is provided for the switching element Q1. FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0057】この場合も、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電圧
共振形コンバータが備えられる。ここでの電圧共振形コ
ンバータは他励式の構成を採っており、MOS−FET
によるスイッチング素子Q1のドレインは、フライバッ
クトランスFBTの一次巻線N4及び被制御巻線NRを
介して平滑コンデンサCiの正極と接続され、ソースは
一次側アースに接続される。Also in this case, as a switching converter which inputs and outputs a rectified and smoothed voltage Ei (DC input voltage), a voltage resonance type converter having a single switching element Q1 and performing a so-called single-end switching operation. Is provided. The voltage resonance type converter here adopts a separately-excited type, and a MOS-FET
Is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor Ci via the primary winding N4 and the controlled winding NR of the flyback transformer FBT, and the source is connected to the primary side ground.
【0058】また、スイッチング素子Q1のドレイン−
ソース間に対しては、並列共振コンデンサCrが並列に
接続される。この並列共振コンデンサCrのキャパシタ
ンスと、一次巻線N4及び被制御巻線NRに得られるリ
ーケージインダクタンス(L4+LR)とによって一次
側並列共振回路を形成する。そして、スイッチング素子
Q1のスイッチング動作に応じて、この並列共振回路に
よる共振動作が得られるようにされることで、スイッチ
ング素子Q1のスイッチング動作としては電圧共振形と
なる。The drain of the switching element Q1
A parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the sources. A primary side parallel resonance circuit is formed by the capacitance of the parallel resonance capacitor Cr and the leakage inductance (L4 + LR) obtained in the primary winding N4 and the controlled winding NR. The resonance operation of the parallel resonance circuit is obtained in accordance with the switching operation of the switching element Q1, so that the switching operation of the switching element Q1 is a voltage resonance type.
【0059】また、スイッチング素子Q1のドレイン−
ソース間に対しては、MOS−FETに備えられる、い
わゆるボディダイオードによるクランプダイオードDD
が並列に接続されていることで、スイッチング素子がオ
フとなる期間に流れるクランプ電流の経路を形成する。Further, the drain of the switching element Q1
Between the sources, a clamp diode DD constituted by a so-called body diode provided in the MOS-FET
Are connected in parallel to form a path for a clamp current flowing during a period when the switching element is turned off.
【0060】スイッチング素子Q1は、発振回路2及び
ドライブ回路3を統合的に備える例えば1つの集積回路
(IC)によるスイッチング駆動部10によって、スイ
ッチング駆動される。また、このスイッチング駆動部1
0は、起動抵抗Rsを介して整流平滑電圧Eiのライン
と接続されており、例えば電源起動時において、上記起
動抵抗Rsを介して電源電圧が印加されることで起動す
るようにされている。The switching element Q 1 is switching-driven by a switching driver 10 comprising, for example, one integrated circuit (IC) integrally provided with an oscillation circuit 2 and a drive circuit 3. In addition, this switching drive unit 1
Numeral 0 is connected to the line of the rectified and smoothed voltage Ei via the starting resistor Rs. For example, at the time of starting the power, the power is applied by applying the power supply voltage via the starting resistor Rs.
【0061】スイッチング駆動部10内の発振回路2で
は、発振動作を行って発振信号を生成して出力する。そ
して、ドライブ回路3においてはこの発振信号をドライ
ブ電圧に変換してスイッチング素子Q1のゲートに対し
て出力する。これにより、スイッチング素子Q1は、発
振回路2にて生成される発振信号に基づいたスイッチン
グ動作を行うようにされる。従って、スイッチング素子
Q1のスイッチング周波数、及び1スイッチング周期内
のオン/オフ期間のデューティは、発振回路2にて生成
される発振信号に依存して決定される。そして特に本例
の場合は、陰極線管表示装置の水平同期回路系で用いら
れている水平発振パルス電圧、又は水平ドライブパルス
電圧、或いは水平出力パルス電圧としての電圧Vfh
が、抵抗Rh、小容量のコンデンサChを介して発振回
路2に供給されて外部同期がとられる。即ち発振回路2
は、水平同期周波数に同期した発振信号を発生するもの
となり、これによってスイッチング素子Q1のスイッチ
ング動作は、水平同期周波数に同期したものとなる。The oscillation circuit 2 in the switching drive section 10 performs an oscillation operation to generate and output an oscillation signal. Then, the drive circuit 3 converts this oscillation signal into a drive voltage and outputs it to the gate of the switching element Q1. Thus, the switching element Q1 performs a switching operation based on the oscillation signal generated by the oscillation circuit 2. Therefore, the switching frequency of the switching element Q1 and the duty of the ON / OFF period within one switching cycle are determined depending on the oscillation signal generated by the oscillation circuit 2. In particular, in the case of this example, a voltage Vfh as a horizontal oscillation pulse voltage, a horizontal drive pulse voltage, or a horizontal output pulse voltage used in the horizontal synchronization circuit system of the cathode ray tube display device.
Is supplied to the oscillation circuit 2 via the resistor Rh and the small-capacity capacitor Ch, and external synchronization is achieved. That is, the oscillation circuit 2
Generates an oscillation signal synchronized with the horizontal synchronization frequency, whereby the switching operation of the switching element Q1 is synchronized with the horizontal synchronization frequency.
【0062】また、さらに本実施の形態の場合には、一
次巻線N4から被制御巻線NRを介して直列に、リンギ
ング抑制回路41Bが挿入される。このリンギング抑制
回路41Bは、図示するようにして、インダクタL10、
コンデンサC10、及び抵抗R10を備える。インダクタL
10は、一次巻線N4の巻終わり端部側から、平滑コンデ
ンサCiの正極端子との間に対して直列に挿入される。
そして、このインダクタL10に対して、コンデンサC10
−抵抗R10の直列接続回路が並列に接続される。つま
り、いわゆるLCR並列共振回路を形成しているもので
あり、このLCR並列共振回路が、一次巻線N4に対し
て直列に接続されている態様を採っているものである。
なお、図1に示したリンギング抑制回路41Aは設けら
れない。Further, in the case of the present embodiment, a ringing suppressing circuit 41B is inserted in series from the primary winding N4 via the controlled winding NR. As shown in the figure, the ringing suppression circuit 41B includes an inductor L10,
It has a capacitor C10 and a resistor R10. Inductor L
10 is inserted in series from the end of the primary winding N4 to the positive terminal of the smoothing capacitor Ci.
A capacitor C10 is connected to the inductor L10.
A series connection of resistors R10 is connected in parallel; That is, a so-called LCR parallel resonance circuit is formed, and this LCR parallel resonance circuit is configured to be connected in series to the primary winding N4.
Note that the ringing suppression circuit 41A shown in FIG. 1 is not provided.
【0063】このようなスイッチング電源回路の場合
も、電圧共振形スイッチングコンバータの動作は水平同
期信号の周波数と同期することになり、従ってフライバ
ックトランスFBTの漏洩磁束と水平同期周波数の干渉
による電源ビートは発生しない。このためフライバック
トランスFBTに磁気シールドを設ける必要はなくな
る。さらに、リンギング抑制回路41Bによってリンギ
ング成分が低減され、AC/DC電力変換効率を向上さ
せることができる。In such a switching power supply circuit as well, the operation of the voltage resonance type switching converter is synchronized with the frequency of the horizontal synchronizing signal. Therefore, the power supply beat caused by the interference between the leakage magnetic flux of the flyback transformer FBT and the horizontal synchronizing frequency. Does not occur. Therefore, it is not necessary to provide a magnetic shield in the flyback transformer FBT. Further, the ringing component is reduced by the ringing suppression circuit 41B, and the AC / DC power conversion efficiency can be improved.
【0064】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明のスイッチング電源回路は上記各回路構成に
限られるものではなく、各種の変形例が考えられること
はいうまでもない。例えばフライバックトランスFBT
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、直流高電圧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。Although the embodiments of the present invention have been described above, it is needless to say that the switching power supply circuit of the present invention is not limited to the above-described circuit configurations, and various modifications can be considered. For example, flyback transformer FBT
The rectifier circuit on the secondary side is not limited to the above configuration, and another circuit configuration may be adopted as long as a level required as the DC high voltage EHV can be obtained. For example, a circuit configuration as one set of a high-voltage winding and a quadruple voltage rectification method may be adopted.
【0065】[0065]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電圧共振
形コンバータ回路によるスイッチング電源回路おいて、
スイッチング動作によるコンバータ動作が陰極線管表示
装置で用いられている水平同期信号に同期するようにし
ているため、コンバータトランスやフライバックトラン
スの漏洩磁束と水平同期信号が干渉して電源ビートを発
生させるということがなくなる。従って、例えばフライ
バックトランスに、漏洩磁束をシールドするための銅板
によるシールド板を設ける必要がなくなる。これによっ
てトランスの製造コストの低下、製造の簡略化、効率化
を実現できるという効果がある。さらにシールド板を設
けないことは、トランスの温度上昇を低下させるという
利点も生ずる。As described above, the present invention relates to a switching power supply circuit using a voltage resonance type converter circuit.
Because the converter operation by switching operation is synchronized with the horizontal synchronization signal used in the cathode ray tube display device, the leakage flux of the converter transformer or flyback transformer interferes with the horizontal synchronization signal to generate a power beat. Disappears. Therefore, for example, it is not necessary to provide a flyback transformer with a shield plate made of a copper plate for shielding leakage magnetic flux. This has the effect of reducing the manufacturing cost of the transformer, simplifying the manufacturing, and increasing the efficiency. Further, not providing the shield plate has an advantage that the temperature rise of the transformer is reduced.
【0066】また、フライバックトランスの高周波リン
ギング成分を抑制するリンギング抑制手段を備えている
ことにより電力変換効率が向上し、入力電力を低減でき
るという効果もある。Further, the provision of the ringing suppressing means for suppressing the high-frequency ringing component of the flyback transformer has the effect of improving the power conversion efficiency and reducing the input power.
【0067】また、直交形制御トランスの制御巻線は複
数束のリッツ線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、高圧負荷の急峻な変化等にも適切
に対応した安定化動作が可能となる。さらに、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(リッツ線3束の場合)〜1/6(リッツ線
6束の場合)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。The control winding of the orthogonal control transformer is formed by bundling and winding a plurality of litz wires to reduce the time constant while maintaining the magnetomotive force. As a result, the high-speed transient response characteristic is improved, and the stabilizing operation appropriately responding to a steep change of the high-voltage load or the like becomes possible. Further, the number of turns in the control winding process at the time of manufacturing the orthogonal control transformer becomes 1/3 (in the case of 3 litz wire bundles) to 1/6 (in the case of 6 litz wire bundles) or the like. There is also an advantage that the time is greatly reduced and productivity can be improved.
【図1】本発明の第1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す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】実施の形態の直交形制御トランスの説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram of an orthogonal control transformer according to the embodiment.
【図3】実施の形態のフライバックトランスの構造例の
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a structure example of a flyback transformer according to the embodiment;
【図4】実施の形態のフライバックトランスの構造例の
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a structural example of a flyback transformer according to the embodiment;
【図5】実施の形態の電源回路における要部の動作を示
す波形図である。FIG. 5 is a waveform chart showing an operation of a main part in the power supply circuit of the embodiment.
【図6】実施の形態の電源回路における要部の動作を示
す波形図である。FIG. 6 is a waveform chart showing an operation of a main part in the power supply circuit of the embodiment.
【図7】第2の実施の形態としてのスイッチング電源回
路の構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a configuration of a switching power supply circuit according to a second embodiment.
【図8】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. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit as a prior art.
【図9】先行技術に示す電源回路の要部の動作を示す波
形図である。FIG. 9 is a waveform chart showing an operation of a main part of the power supply circuit shown in the prior art.
【図10】先行技術に示す電源回路の要部の動作を示す
波形図である。FIG. 10 is a waveform chart showing an operation of a main part of the power supply circuit shown in the prior art.
【図11】絶縁コンバータトランスの磁気シールドの説
明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a magnetic shield of the insulating converter transformer.
【図12】フライバックトランスの磁気シールドの説明
図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a magnetic shield of a flyback transformer.
1 制御回路、2 発振回路、3 ドライブ回路、10
スイッチング駆動部、40 高圧発生回路、41A,
41B リンギング抑制回路、Q1 スイッチング素
子、PRT 直交形制御トランス、FBT フライバッ
クトランス、N4一次巻線、NHV 昇圧巻線、Cr 一
次側並列共振コンデンサ、DHV 高圧整流ダイオード、
COHV 平滑コンデンサ1 control circuit, 2 oscillation circuit, 3 drive circuit, 10
Switching drive section, 40 high voltage generation circuit, 41A,
41B Ringing suppression circuit, Q1 switching element, PRT orthogonal control transformer, FBT flyback transformer, N4 primary winding, NHV boost winding, Cr primary side parallel resonance capacitor, DHV high voltage rectifier diode,
COHV smoothing capacitor
Claims (4)
回路において、 交流入力電圧を整流平滑した整流平滑電圧としての直流
入力電圧を得る整流平滑手段と、 上記直流入力電圧をスイッチングして出力するスイッチ
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
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、 上記陰極線管表示装置で用いる水平同期信号に同期した
信号を用いて、上記スイッチング素子に水平同期信号に
同期したスイッチング動作をさせるスイッチング駆動手
段と、 一次側巻線と二次側高圧巻線が密結合とされ、上記一次
側巻線に得られる上記スイッチング手段の出力を上記二
次側高圧巻線に伝送し、二次側から昇圧された高圧交番
電圧を得るようにされたフライバックトランスと、 上記フライバックトランスの二次側に得られる高圧交番
電圧について半波整流動作を行うことで、直流高電圧を
得るように構成された直流高電圧生成手段と、 上記フライバックトランスの上記一次側巻線と直列接続
され上記一次側共振回路のインダクタンス成分として機
能するようにして設けられる被制御巻線と、該被制御巻
線とその巻回方向が直交するようにされた制御巻線とが
巻装される直交形制御トランスを備え、上記直流高電圧
のレベルに応じて可変される制御電流を上記制御巻線に
流して上記被制御巻線のインダクタンスを変化させるこ
とで、上記直流高電圧に対する定電圧制御を行うように
された定電圧制御手段と、 を備えたことを特徴とするスイッチング電源回路。1. A switching power supply circuit for a cathode ray tube display, comprising: a rectifying / smoothing means for obtaining a DC input voltage as a rectified and smoothed voltage obtained by rectifying and smoothing an AC input voltage; and a switching element for switching and outputting the DC input voltage. A primary-side parallel resonance capacitor provided so as to form a primary-side resonance circuit that makes the operation of the switching means a voltage resonance type, and a horizontal synchronization used in the cathode ray tube display device. A switching drive unit for causing the switching element to perform a switching operation in synchronization with a horizontal synchronization signal using a signal synchronized with the signal; a primary winding and a secondary high voltage winding being tightly coupled; The output of the switching means obtained as described above is transmitted to the secondary high voltage winding, and the high voltage alternating voltage boosted from the secondary side is transmitted. A DC high voltage generator configured to obtain a DC high voltage by performing a half-wave rectification operation on a flyback transformer configured to obtain a high voltage and a high voltage alternating voltage obtained on a secondary side of the flyback transformer. Means, a controlled winding connected in series with the primary winding of the flyback transformer and provided so as to function as an inductance component of the primary resonance circuit; An orthogonal control transformer is provided around which the control winding is wound so as to be orthogonal to the control winding, and a control current that is varied according to the level of the DC high voltage is supplied to the control winding. A switching power supply circuit comprising: constant voltage control means for performing constant voltage control on the high DC voltage by changing inductance.
直列に挿入することで、上記高圧交番電圧を整流する多
段型整流回路と、この多段型整流回路の整流出力を平滑
化する平滑コンデンサを備えることで、所要のレベルの
直流高電圧を生成して出力すると共に、上記多段型整流
回路の整流電流経路に対してリンギング抑制回路が接続
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. The multi-stage rectifier circuit for rectifying the high-voltage alternating voltage by inserting a rectifier diode in series for each of the divided secondary high-voltage windings. By providing a smoothing capacitor for smoothing the rectified output of the rectifier circuit, a DC high voltage of a required level is generated and output, and a ringing suppression circuit is connected to the rectifier current path of the multi-stage rectifier circuit. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein
巻線と直列に、リンギング抑制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。3. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein a ringing suppression circuit is connected in series with the primary winding of the flyback transformer.
は、複数のリッツ線を束ねて巻装したことを特徴とする
請求項1に記載のスイッチング電源回路。4. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the control winding of the orthogonal control transformer is formed by bundling a plurality of litz wires.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000381702A JP2002186256A (en) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | Switching power supply circuit |
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JP2000381702A JP2002186256A (en) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | Switching power supply circuit |
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JP2002186256A true JP2002186256A (en) | 2002-06-28 |
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ID=18849662
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Country | Link |
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- 2000-12-11 JP JP2000381702A patent/JP2002186256A/en active Pending
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