JP2002354807A - Switching power supply circuit - Google Patents

Switching power supply circuit

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JP2002354807A
JP2002354807A JP2001156946A JP2001156946A JP2002354807A JP 2002354807 A JP2002354807 A JP 2002354807A JP 2001156946 A JP2001156946 A JP 2001156946A JP 2001156946 A JP2001156946 A JP 2001156946A JP 2002354807 A JP2002354807 A JP 2002354807A
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JP
Japan
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voltage
winding
primary
circuit
switching element
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Application number
JP2001156946A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yasumura
昌之 安村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce dimensions and weight of a power supply circuit and to improve an AC-DC power conversion efficiency. SOLUTION: In a flyback transformer to which a switching output of a primary voltage resonance type converter is transmitted, a step-up winding NHV is wound so as to form a tight coupling state with a high voltage primary winding N0, and a low voltage secondary winding N2 is wound so as to form a loose coupling state with a low voltage primary winding N1. In the secondary side of the flyback transformer FBT, an AC voltage obtained in the step-up winding NHV is utilized to generate a DC high voltage, and an AC voltage obtained in the low voltage secondary winding N2 is utilized to generate a DC low voltage. In the flyback transformer, a coil comprising the low voltage primary winding is connected in series with a series circuit of the high voltage primary winding and a primary series resonance capacitor, and the series- connection circuit is connected in parallel with the low voltage primary winding.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高解像度と
される大型のカラーテレビジョン受像機や、プロジェク
タ装置等として陰極線管を備える陰極線管表示装置に適
用して好適なスイッチング電源回路に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply circuit suitable for a large color television receiver having a high resolution and a cathode ray tube display device having a cathode ray tube as a projector device. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】陰極線管(以下CRT(Cathode-Ray Tu
be)ともいう)を備える陰極線管表示装置として、例え
ばHDTV(High Definition Television)といわれる
高品位のテレビジョン放送や、デジタルテレビジョン放
送に対応した、高解像度、高画質のものが普及してきて
いる。これらの機器のうち、HDTVに対応するもの
は、高解像度を実現するために、水平同期信号周波数が
通常のテレビジョン受像機の2倍の周波数とされ、例え
ばNTSC方式であれば、31.5KHzとなる。ま
た、デジタルテレビジョン放送に対応するものは、NT
SC方式のもとでは33.75KHzの水平同期信号周
波数であると規定されている。また、このような映像機
器におけるCRTのアノード電極に供給する高圧のアノ
ード電圧は、30KV以上とされる。
2. Description of the Related Art A cathode ray tube (hereinafter referred to as a CRT (Cathode-Ray Tu
For example, as a cathode ray tube display device having a high definition and a high image quality corresponding to a high definition television broadcast called HDTV (High Definition Television) or a digital television broadcast, the cathode ray tube display device having the same. . Among these devices, those corresponding to HDTV have a horizontal synchronizing signal frequency twice as high as that of a normal television receiver in order to realize a high resolution. Becomes Those corresponding to digital television broadcasting are NT
Under the SC system, the horizontal synchronization signal frequency is specified as 33.75 KHz. The high-voltage anode voltage supplied to the anode electrode of the CRT in such a video device is set to 30 KV or more.

【0003】このようにして、陰極線管表示装置として
は、高解像度化が進められ、また、画面について大型化
を図ったものが普及してきている状況にある。このた
め、例えばテレビジョン受像機としては、NTSC方式
であれば水平同期信号周波数を31.5KHz(=1
5.75KHz×2)の倍速モードに変換し、更にはH
DTVも受信可能なように設計されているものが少なか
らず普及している。上記したようなテレビジョン受像機
において、CRTのアノード電極に高圧直流出力電圧を
印加する場合には、例えば水平同期信号周波数31.5
KHzと33.75KHzとで、上記高圧直流出力電圧
が変動することとなって、CRTに表示される画面の輝
度やラスターサイズが変化してしまうことになる。この
ため、上記したアノード電圧を生成する電源回路では安
定化を行うことがが不可欠となる。
As described above, as the cathode ray tube display device, a higher resolution has been promoted, and a device with a larger screen has been widely used. For this reason, for example, as a television receiver, in the case of the NTSC system, the horizontal synchronizing signal frequency is set to 31.5 KHz (= 1.
5.75 KHz × 2) and convert to double speed mode.
DTVs that are designed to be able to receive DTVs are also widely used. In a television receiver as described above, when a high-voltage DC output voltage is applied to the anode electrode of a CRT, for example, a horizontal synchronization signal frequency of 31.5
The high-voltage direct-current output voltage fluctuates between KHz and 33.75 KHz, so that the brightness and the raster size of the screen displayed on the CRT change. For this reason, it is indispensable to stabilize the power supply circuit for generating the anode voltage.

【0004】本出願人は、このようなことを背景とし
て、各種陰極線管表示装置に適用して好適とされるスイ
ッチング回路を各種提案している。そこで先に本出願人
により出願されたスイッチング電源回路に基づいて構成
される映像機器用のスイッチング電源回路を、図4の回
路図に示す。
[0004] Against this background, the present applicant has proposed various switching circuits suitable for application to various cathode ray tube display devices. Therefore, a switching power supply circuit for video equipment configured based on the switching power supply circuit filed by the present applicant is shown in the circuit diagram of FIG.

【0005】この図4に示す電源回路においては、先
ず、商用交流電源ACに対して、[整流ダイオードDi
1,Di2,平滑コンデンサCi1,Ci2]を図示する接
続形態によって接続することで、倍電圧整流回路を形成
している。この倍電圧整流回路は、直列接続された平滑
コンデンサCi1−Ci2の両端に、交流入力電圧VACの
2倍に対応する整流平滑電圧Ei(直流入力電圧)を生
成する。
In the power supply circuit shown in FIG. 1, first, a rectifier diode Di is applied to a commercial AC power supply AC.
1, Di2, smoothing capacitors Ci1, Ci2] in a connection configuration shown in the figure to form a voltage doubler rectifier circuit. This voltage doubler rectifier circuit generates a rectified smoothed voltage Ei (DC input voltage) corresponding to twice the AC input voltage VAC, at both ends of the smoothing capacitors Ci1 and Ci2 connected in series.

【0006】上記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は、一石のメインスイッチング素子
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、メインスイッチング素子Q
1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 intermittently comprises a voltage resonance type converter having a single main switching element Q1 and performing a switching operation by a so-called single-ended system by a self-excited system. In this case, the main switching element Q
For 1, a high breakdown voltage bipolar transistor (BJT; junction type transistor) is used.

【0007】また、メインスイッチング素子Q1のベー
スに対しては、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、メインスイッ
チング素子Q1のベースと平滑コンデンサCi2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D
Dにより、ターンオンの開始期間においてメインスイッ
チング素子Q1のベース−コレクタを介して流れるクラ
ンプ電流の経路を形成するようにされる。メインスイッ
チング素子Q1のコレクタは、絶縁コンバータトランス
PITの一次側に形成されている一次巻線N1の一端と
接続され、そのエミッタは接地される。
[0007] A series resonance circuit for driving self-oscillation, which is formed by a series connection circuit of a drive winding NB, a resonance capacitor CB and a base current limiting resistor RB, is connected to the base of the main switching element Q1. A clamp diode D inserted between the base of the main switching element Q1 and the negative electrode (primary ground) of the smoothing capacitor Ci2.
By D, a path for a clamp current flowing through the base-collector of the main switching element Q1 during the turn-on start period is formed. The collector of the main switching element Q1 is connected to one end of a primary winding N1 formed on the primary side of the insulating converter transformer PIT, and the emitter is grounded.

【0008】上記メインスイッチング素子Q1のコレク
タ−エミッタ間に対しては、一次側並列共振コンデンサ
Crが並列に接続されている。この一次側並列共振コン
デンサCrは、自身のキャパシタンスと、一次巻線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、メインスイッチング
素子Q1のオフ時には、この一次側並列共振回路の作用
によって一次側並列共振コンデンサCr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なっている。
A primary side parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the collector and the emitter of the main switching element Q1. The primary-side parallel resonance capacitor Cr has its own capacitance and the primary winding N1.
The primary side parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter is formed by the leakage inductance L1 on the side. And
Although detailed description is omitted here, when the main switching element Q1 is turned off, the voltage V1 across the primary side parallel resonance capacitor Cr due to the operation of the primary side parallel resonance circuit is actually a sinusoidal pulse waveform. Thus, a voltage resonance type operation can be obtained.

【0009】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P
RTは、メインスイッチング素子Q1を駆動すると共
に、フライバックトランスFBTの二次側に得られる直
流高電圧を安定化するために設けられる。この直交形制
御トランスPRT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NC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 is a saturable reactor on which a resonance current detecting winding ND, a driving winding NB, and a control winding NC are wound. This orthogonal control transformer P
RT is provided for driving the main switching element Q1 and for stabilizing a DC high voltage obtained on the secondary side of the flyback transformer FBT. Although the illustration is omitted as the structure of the orthogonal control transformer PRT,
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 NC is wound in a direction perpendicular to the resonance current detection winding ND and the drive winding NB.

【0010】この場合、直交形制御トランスPRTの共
振電流検出巻線NDは、平滑コンデンサCi1の正極(直
流入力電圧ライン)と一次巻線N1との間に直列に挿入
されている。これによって、メインスイッチング素子Q
1のスイッチング出力は、一次巻線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
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(NB−CB)からベース電
流制限抵抗RBを介して、ドライブ電流としてメインス
イッチング素子Q1のベースに出力される。これによ
り、メインスイッチング素子Q1は、直列共振回路(NB
−CB)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。なお、起動
時においては、メインスイッチング素子Q1は、起動抵
抗Rsを介して整流平滑電圧Eiからベースに流れる起
動電流によってスイッチング動作を開始する。
In this case, the resonance current detection winding ND of the orthogonal control transformer PRT is inserted in series between the positive electrode (DC input voltage line) of the smoothing capacitor Ci1 and the primary winding N1. Thereby, the main switching element Q
The switching output 1 is transmitted to the resonance current detection winding ND via the primary winding N1. Orthogonal control transformer PRT
In, the switching output obtained in the resonance current detection winding ND is induced in the drive winding NB via a transformer coupling, so that an alternating voltage as a drive voltage is generated in the drive winding NB. This drive voltage is output to the base of the main switching element Q1 as a drive current from a series resonance circuit (NB-CB) forming a self-excited oscillation drive circuit via a base current limiting resistor RB. Thus, the main switching element Q1 is connected to the series resonance circuit (NB
The switching operation is performed at the switching frequency determined by the resonance frequency of -CB). At the time of startup, the main switching element Q1 starts switching operation by a startup current flowing from the rectified smoothed voltage Ei to the base via the startup resistor Rs.

【0011】絶縁コンバータトランスPITは、メイン
スイッチング素子Q1のスイッチング出力を二次側に伝
送する。絶縁コンバータトランスPITの構造として
は、図6に示すように、例えばフェライト材によるE型
コアCR11、CR12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N
1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
CR11,CR12の中央磁脚を、2本の外磁脚よりも
短くすることで形成することが出来る。また、結合係数
kとしては、例えばk≒0.8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。
[0011] The insulating converter transformer PIT transmits the switching output of the main switching element Q1 to the secondary side. As shown in FIG. 6, the structure of the insulating converter transformer PIT includes an EE-type core in which E-type cores CR11 and CR12 made of, for example, a ferrite material are combined so that their magnetic legs face each other. For the center magnetic leg, the primary winding N
1 and the secondary winding N2 are wound separately. As shown in the figure, the gap G
Is formed. Thereby, loose coupling with a required coupling coefficient is obtained. The gap G can be formed by making the central magnetic legs of the E-shaped cores CR11 and CR12 shorter than the two outer magnetic legs. In addition, as the coupling coefficient k, for example, a loosely coupled state of k ≒ 0.8 is obtained, so that a saturated state is hardly obtained.

【0012】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、図4に示すようにメインスイッチ
ング素子Q1のコレクタに接続され、巻終わり端部は共
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の正極に接続される。また、絶縁コンバータトラン
スPITの二次側には、二次側巻線として、二次巻線N
2が巻装されている。
The winding start end of the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT is connected to the collector of the main switching element Q1 as shown in FIG. 4, and the winding end end is connected in series with the resonance current detection winding ND. Connected to the positive electrode of the smoothing capacitor Ci. A secondary winding N is provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT as a secondary winding.
2 are wound.

【0013】この場合、二次巻線N2の巻始め端部は二
次側アースに接続され、その巻終わり端部は整流ダイオ
ードDO1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、その電圧レベルが110V〜140V
(例えば135V)とされる水平偏向回路用の直流出力
電圧EO1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 end is connected to the anode of the rectifier diode DO1. The voltage level of the half-wave rectifying / smoothing circuit including the rectifying diode DO1 and the smoothing capacitor CO1 is 110V to 140V.
(For example, 135 V) to obtain a DC output voltage EO1 for a horizontal deflection circuit.

【0014】また、この場合には、二次巻線N2に対し
て図示するようにしてタップを設け、このタップ出力に
対して図示するようにして整流ダイオードDO2及び平滑
コンデンサCO2から成る半波整流回路を接続すること
で、上記二次側直流出力電圧EO1よりも低圧とされる所
要のレベル(例えば15V)の二次側直流出力電圧EO2
を得るようにもされている。
In this case, a tap is provided for the secondary winding N2 as shown, and a half-wave rectifier composed of a rectifier diode DO2 and a smoothing capacitor CO2 is provided for this tap output as shown. By connecting the circuit, the secondary side DC output voltage EO2 of a required level (for example, 15V) lower than the secondary side DC output voltage EO1
Is also getting to get.

【0015】二次巻線N2に対しては、二次側並列共振
コンデンサC2が並列に接続されている。この場合、二
次側巻線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二
次側並列共振回路が形成される。これによって、絶縁コ
ンバータトランスPITの二次側に誘起される交番電圧
は共振電圧となり、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 the secondary winding N2. In this case, a secondary parallel resonance circuit is formed by the leakage inductance L2 of the secondary winding N2 and the capacitance of the secondary parallel resonance capacitor C2. Thus, the alternating voltage induced on the secondary side of the insulation converter transformer PIT becomes a resonance voltage, and a voltage resonance operation is obtained on the secondary side of the insulation converter transformer PIT.

【0016】即ち、図4に示す電源回路では、絶縁コン
バータトランスPITの一次側にはスイッチング動作を
電圧共振形とするための並列共振回路が備えられ、二次
側にも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. 4, the primary side of the insulated converter transformer PIT is provided with a parallel resonance circuit for making the switching operation a voltage resonance type. Are provided. In the present specification, such a switching converter configured to operate with a resonance circuit provided for the primary side and the secondary side is also referred to as a “composite resonance type switching converter”.

【0017】また、絶縁コンバータトランスPITの二
次側に対しては、アクティブクランプ回路20が備えら
れる。このアクティブクランプ回路20は、補助スイッ
チング素子Q2、クランプコンデンサCCL、クランプダ
イオードDD2を備えて形成される。なお、クランプダイ
オードDD2としては、MOS−FETであるスイッチン
グ素子Q2に部品として内蔵されている、いわゆるボデ
ィダイオードが使用される。また、補助スイッチング素
子Q2を駆動するための駆動回路系としては、駆動巻線
Ng,コンデンサCg,抵抗Rgを備えて成る。
An active clamp circuit 20 is provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT. This active clamp circuit 20 includes an auxiliary switching element Q2, a clamp capacitor CCL, and a clamp diode DD2. As the clamp diode DD2, a so-called body diode incorporated as a component in the switching element Q2 which is a MOS-FET is used. The drive circuit system for driving the auxiliary switching element Q2 includes a drive winding Ng, a capacitor Cg, and a resistor Rg.

【0018】この場合、補助スイッチング素子Q2のド
レイン−ソース間に対しては、クランプダイオードDD2
が並列に接続される。また、補助スイッチング素子Q2
のドレインはクランプコンデンサCCLを介して二次巻線
N2の巻始め端部に対して接続される。また、補助スイ
ッチング素子Q2のソースは二次巻線N2の巻終わり端部
に対して接続される。つまり、アクティブクランプ回路
20としては、上記補助スイッチング素子Q2//クラ
ンプダイオードDD2を並列接続したスイッチング回路に
対して、クランプコンデンサCCLを直列に接続して成る
ものとされる。そして、このようにして形成される回路
を絶縁コンバータトランスPITの二次巻線N2に対し
て並列に接続して構成されるものである。また、この場
合には二次巻線N2と二次側並列共振コンデンサC2とに
より二次側並列共振回路が形成されていることから、ア
クティブクランプ回路20は、二次側並列共振回路に対
して並列に接続されているものと見ることもできる。
In this case, a clamp diode DD2 is provided between the drain and the source of the auxiliary switching element Q2.
Are connected in parallel. In addition, the auxiliary switching element Q2
Is connected to the winding start end of the secondary winding N2 via a clamp capacitor CCL. The source of the auxiliary switching element Q2 is connected to the winding end of the secondary winding N2. That is, the active clamp circuit 20 is configured by connecting a clamp capacitor CCL in series to a switching circuit in which the auxiliary switching element Q2 // clamp diode DD2 is connected in parallel. The circuit thus formed is connected in parallel to the secondary winding N2 of the insulating converter transformer PIT. In this case, since the secondary parallel resonance circuit is formed by the secondary winding N2 and the secondary parallel resonance capacitor C2, the active clamp circuit 20 is connected to the secondary parallel resonance circuit. It can be seen that they are connected in parallel.

【0019】また、補助スイッチング素子Q2の駆動回
路系としては、図示するように、補助スイッチング素子
Q2のゲートに対して、抵抗Rg−コンデンサCg−駆
動巻線Ngの直列接続回路が接続される。この直列接続
回路は補助スイッチング素子Q2のための自励発振駆動
回路を形成する。ここで駆動巻線Ngは、絶縁コンバー
タトランスPITにおいて、一次巻線N1の巻終わり端
部側を巻き上げるようにして形成されている。
As a driving circuit system for the auxiliary switching element Q2, a series connection circuit of a resistor Rg, a capacitor Cg and a driving winding Ng is connected to the gate of the auxiliary switching element Q2, as shown in the figure. This series connection circuit forms a self-excited oscillation drive circuit for the auxiliary switching element Q2. Here, the drive winding Ng is formed so as to wind up the winding end end side of the primary winding N1 in the insulating converter transformer PIT.

【0020】補助スイッチング素子Q2のゲートは、第
1制御回路1Aとも接続されている。この場合、第1制
御回路1Aに対しては、検出電圧として二次側直流出力
電圧EO1が入力される。第1制御回路1Aは、入力され
た二次側直流出力電圧EO1のレベル変化に応じて、その
レベルを可変した制御電圧を印加する。これにより、補
助スイッチング素子Q2は、ゲート閾値電圧(バイア
ス)が可変されることになって、1スイッチング周期内
におけるオン期間(導通角)が可変制御される、つま
り、PWM制御が行われるようにしてスイッチング動作
が行われるものとされる。クランプコンデンサCCLに
は、二次側並列共振回路を形成する二次側並列共振コン
デンサC2に充電されるべき電流が分流して流れるよう
にされるが、補助スイッチング素子Q2の導通角が可変
制御されれば、クランプコンデンサCCL2に流れる電流
量が変化するので、これに伴って二次側並列共振コンデ
ンサC2への充電電流量が変化する。このようにして二
次側並列共振コンデンサC2への充電電流量が変化する
ことで、二次側並列共振回路に得られる交番電圧(並列
共振電圧)のレベルも変化する。そして、並列共振電圧
が変化することで、二次側直流出力電圧EO1のレベルも
可変制御されることになる。このようにして、絶縁コン
バータトランスPITの二次側に得られる直流出力電圧
の安定化が図られる。
The gate of the auxiliary switching element Q2 is also connected to the first control circuit 1A. In this case, the secondary DC output voltage EO1 is input to the first control circuit 1A as the detection voltage. The first control circuit 1A applies a control voltage having a variable level according to a change in the level of the input secondary-side DC output voltage EO1. Thus, the gate threshold voltage (bias) of the auxiliary switching element Q2 is varied, so that the ON period (conduction angle) within one switching cycle is variably controlled, that is, the PWM control is performed. Thus, the switching operation is performed. The current to be charged in the secondary side parallel resonance capacitor C2 forming the secondary side parallel resonance circuit is divided and flows through the clamp capacitor CCL, but the conduction angle of the auxiliary switching element Q2 is variably controlled. Then, the amount of current flowing through the clamp capacitor CCL2 changes, and accordingly, the amount of charging current to the secondary-side parallel resonance capacitor C2 changes. By changing the amount of charging current to the secondary parallel resonance capacitor C2 in this way, the level of the alternating voltage (parallel resonance voltage) obtained in the secondary parallel resonance circuit also changes. Then, by changing the parallel resonance voltage, the level of the secondary side DC output voltage EO1 is also variably controlled. In this way, the DC output voltage obtained on the secondary side of the insulating converter transformer PIT is stabilized.

【0021】一点鎖線で囲って示した高圧発生回路40
は、フライバックトランスFBTと高圧整流回路によっ
て構成されており、フライバックトランスFBTの一次
巻線N0に得られる巻線電圧V3を利用して、例えばCR
Tのアノード電圧レベルに対応した直流高電圧を生成す
る。このため、フライバックトランスFBTの二次側に
は、4組〜5組の昇圧巻線NHVが、後述するようにして
いわゆるスリット捲き、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、一次巻線N0と昇圧巻
線NHVとは密結合となるように巻装されている。なお、
この場合の一次巻線N0と昇圧巻線NHVの結合係数kと
しては、k≧0.95とされている。フライバックトラ
ンスFBTの二次側には、一次巻線N0に発生する巻線
電圧V3が、昇圧巻線NHVと一次巻線N0との巻線比(N
HV/N0)に応じて昇圧された昇圧電圧が得られること
になる。
A high-voltage generating circuit 40 surrounded by a dashed line.
Is composed of a flyback transformer FBT and a high-voltage rectifier circuit, and utilizes, for example, a CR
A DC high voltage corresponding to the anode voltage level of T is generated. For this reason, on the secondary side of the flyback transformer FBT, four to five sets of step-up windings NVH are divided and wound by so-called slit winding or interlayer winding as described later. In this case, the primary winding N0 and the boost winding NHV are wound so as to be tightly coupled. In addition,
In this case, the coupling coefficient k between the primary winding N0 and the boost winding NHV is set to k ≧ 0.95. On the secondary side of the flyback transformer FBT, the winding voltage V3 generated in the primary winding N0 is applied to the winding ratio (N0) between the boost winding NHV and the primary winding N0.
HV / N0).

【0022】この図4に示す電源回路の場合、フライバ
ックトランスFBTの二次側には、5組の昇圧巻線NHV
1,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
終わり端部に対しては、高圧整流ダイオードDHV1,DH
V2,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の巻始め端部に対して接続される。
In the case of the power supply circuit shown in FIG. 4, five sets of boost windings NHV are provided on the secondary side of the flyback transformer FBT.
1, NHV2, NHV3, NHV4, and NHV5 are wound independently of each other, and high-voltage rectifier diodes DHV1, DH
The anodes of V2, DHV3, DHV4 and DHV5 are connected. Then, 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 start ends of the step-up windings NVH1 to NHV4, respectively.

【0023】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, [the boost winding NHV1, the 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.

【0024】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
(アノード電圧)EHV(例えば31.5KV)が得られ
ることになる。
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 DC high voltage (anode voltage) EHV having a level corresponding to about five times the induced voltage induced in each of the boost windings NVH1 to NVH5 is provided across the smoothing capacitor COHV. (For example, 31.5 KV).

【0025】また、平滑コンデンサCOHVの両端に対し
ては、抵抗R1−抵抗R2からなる直列回路が並列に接続
されており、これら抵抗R1,R2により分圧した直流高
電圧EHVが第2制御回路1Bに入力される。第2制御回
路1Bは、例えば誤差増幅器等によって構成されてお
り、上記のようにして分圧される直流高電圧EHVのレベ
ル変化に応じて、直交型制御トランスPRTの制御巻線
NCに流す制御電流(直流電流)レベルを可変すること
で、直交形制御トランスPRTに巻装された駆動巻線N
B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メイ
ンスイッチング素子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、メインスイッチング
素子Q1のスイッチング周波数を可変する動作となる。
この動作によってフライバックトランスFBTの二次側
から出力される直流出力高電圧EHVの安定化が図られ
る。
A series circuit composed of a resistor R1 and a resistor R2 is connected in parallel to both ends of the smoothing capacitor COHV. A DC high voltage EHV divided by these resistors R1 and R2 is supplied to a second control circuit. 1B. The second control circuit 1B is constituted by, for example, an error amplifier or the like, and controls the flow to the control winding NC of the orthogonal control transformer PRT in accordance with the level change of the DC high voltage EHV divided as described above. By changing the current (DC current) level, the drive winding N wound around the orthogonal control transformer PRT is changed.
The inductance LB of B is variably controlled. Thereby, the resonance condition of the series resonance circuit in the self-excited oscillation drive circuit for the main switching element Q1 formed including the inductance LB of the drive winding NB changes, and the switching frequency of the main switching element Q1 is varied. Operation.
By this operation, the DC output high voltage EHV output from the secondary side of the flyback transformer FBT is stabilized.

【0026】ところで、この図4に示す電源回路のよう
に、駆動巻線NBのインダクタンスLBを可変制御する直
交形制御トランスPRT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っては、メインスイッチン
グ素子Q1がオフとなる期間を一定としたうえで、オン
となる期間を可変制御するようにされる。つまり、図4
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メインスイッチング素子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。
When an orthogonal control transformer PRT for variably controlling the inductance LB of the drive winding NB is provided as in the power supply circuit shown in FIG. 4, the main switching element Q1 is used to change the switching frequency. The period during which is turned off is kept constant, and the period during which it is turned on is variably controlled. That is, FIG.
In the power supply circuit shown in (1), as a constant voltage control operation, the switching impedance is variably controlled to perform resonance impedance control on the switching output, and at the same time,
Main switching element Q1 in switching cycle
It can be seen that the conduction angle control (PWM control) is also performed. The composite control operation is realized by a set of control circuit systems. In this specification,
Such a complex control is also called a “complex control method”.

【0027】このように、図4に示す電源回路では、直
流出力電圧EO1の電圧レベルに応じて、アクティブクラ
ンプ回路20の補助スイッチング素子Q2の導通角制御
を行うことで、絶縁コンバータトランスPITの二次側
にある直流出力電圧の定電圧化を図るようにされてい
る。また、直流高電圧EHVの電圧レベルに応じて、メイ
ンスイッチング素子Q1のスイッチング周波数と、その
導通角を同時に制御する複合制御方式によって、直流高
電圧EHVの定電圧化を図るようにしている。
As described above, in the power supply circuit shown in FIG. 4, by controlling the conduction angle of the auxiliary switching element Q2 of the active clamp circuit 20 according to the voltage level of the DC output voltage EO1, the secondary converter of the isolated converter transformer PIT is controlled. The DC output voltage on the secondary side is made constant. Further, the DC high voltage EHV is made to have a constant voltage by a complex control method for simultaneously controlling the switching frequency of the main switching element Q1 and the conduction angle according to the voltage level of the DC high voltage EHV.

【0028】そして図4に示すスイッチング電源回路で
は、商用交流電源を入力して動作する一次側電圧共振形
コンバータに対して、絶縁コンバータトランスPIT
と、高圧発生回路40内のフライバックトランスFBT
を接続し、低圧の二次側直流出力電圧EO1,EO2、及び
直流高電圧EHVを得るようにされている。このため、例
えば以前より知られていた多段型の高圧発生回路と比較
して、電力変換効率や回路規模の小型化等の点で優れて
いる。
In the switching power supply circuit shown in FIG. 4, an isolated converter transformer PIT is connected to a primary side voltage resonance type converter which operates by inputting commercial AC power.
And the flyback transformer FBT in the high voltage generation circuit 40
To obtain a low-voltage secondary-side DC output voltage EO1, EO2 and a DC high voltage EHV. For this reason, for example, as compared with a multi-stage high-voltage generation circuit that has been known for a long time, it is superior in terms of power conversion efficiency, circuit size reduction, and the like.

【0029】ここで、図7及び図8の断面図により、フ
ライバックトランスFBTの構造例を示しておく。先
ず、図7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CR2の磁脚端部との対向する
部分にはギャップG1,G2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N0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N
HV(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N0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。
Here, an example of the structure of the flyback transformer FBT will be described with reference to the cross-sectional views of FIG. 7 and FIG. First, in the flyback transformer FBT shown in FIG. 7, for example, two U-shaped cores CR1 and CR2 made of a ferrite material are used.
The U-U-shaped core CR is formed by combining the respective magnetic legs so as to face each other. Then, gaps G1 and G2 are provided at portions where the magnetic leg ends of the U-shaped core CR1 and the magnetic leg ends of the U-shaped core CR2 face each other. Then, as shown in the figure, the low-voltage winding bobbin LB on which the primary winding N0 is wound is attached so as to penetrate one magnetic leg of the UU-shaped core CR. Then, the boost winding N is provided further outside the low-voltage winding bobbin LB.
The high-voltage bobbin HB on which HV (1 to 5) is wound is attached so as to penetrate. As a result, a structure in which the primary winding N0 and the boost windings NHV (1 to 5) are separately wound can be obtained.

【0030】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4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(1〜5)を接続して取り付ける。そして実際に
は、この図7に示される構造をケース内に収納した上で
例えば高分子のエポキシ樹脂等の充填剤により充填して
モールドすることで、これらの絶縁を確保するようにし
ている。
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 boost windings NVH is determined by each boost 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, after winding the boost windings NVH (1 to 5) as described above, the boost windings NVH (1 to 5) are applied to the circuit so that the mode shown in FIG. On the other hand, high voltage rectifier diodes DHV (1 to 5) are connected and attached. In practice, the structure shown in FIG. 7 is housed in a case, filled with a filler such as a high-molecular epoxy resin or the like, and then molded to ensure insulation.

【0031】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
7に示す構造のほか、図8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8において図7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。そして、上記図7又は図8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N0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、いわゆる「同軸巻き」によって巻装されていること
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。
In order to obtain an insulated state for each of the step-up windings NHV (1 to 5), in addition to the structure shown in FIG. 7, as shown in FIG. (Slit winding) can also be adopted. In FIG. 8, the same parts as those in FIG. In the case where the boost winding NHV is wound by split winding, as shown in FIG.
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. Then, the boosting windings NHV are wound around the respective slits S so as to obtain insulation between the boosting windings NHV. Then, depending on the structure of the flyback transformer FBT shown in FIG. 7 or FIG. By being wound by “coaxial winding”, a tightly coupled state can be obtained as a mutually coupled state. For example, in practice, the coupling coefficient k = 0.
A close coupling of about 98 is obtained.

【0032】図5の波形図は、上記図4に示した構成に
よる電源回路における要部の動作を示している。一次側
並列共振コンデンサCrの両端に得られる並列共振電圧
V1は、図5(a)に示すようにして、メインスイッチ
ング素子Q1がオフとなる期間TOFF1において電圧共振
パルスが得られ、オンとなる期間TON1においては0レ
ベルとなる波形が得られており、一次側電圧共振形コン
バータのメインスイッチング素子Q1のスイッチングタ
イミングに対応した波形となっている。交流入力電圧V
AC=100V系の場合、倍電圧整流回路(Di1,Di
2,Ci1,Ci2)で直流入力電圧を得ると、この場
合スイッチング素子Q1の両端に発生する電圧共振パル
ス電圧V1のピーク値は1200V程度となる。
The waveform diagram of FIG. 5 shows the operation of the main part in the power supply circuit having the configuration shown in FIG. The parallel resonance voltage V1 obtained at both ends of the primary side parallel resonance capacitor Cr is, as shown in FIG. 5A, a period during which a voltage resonance pulse is obtained during a period TOFF1 during which the main switching element Q1 is off and a period during which it is on. At TON1, a waveform having a level of 0 is obtained, which is a waveform corresponding to the switching timing of the main switching element Q1 of the primary-side voltage resonance type converter. AC input voltage V
In the case of AC = 100V system, the voltage doubler rectifier circuit (Di1, Di
When a DC input voltage is obtained in (2, Ci1, Ci2), in this case, the peak value of the voltage resonance pulse voltage V1 generated at both ends of the switching element Q1 is about 1200V.

【0033】また、このときにスイッチング素子Q1に
流れるコレクタ電流IQ1は、図5(d)に示すようにし
て、先ず、期間TON1開始時においてクランプダイオー
ドDDに負極性のクランプ電流が流れ、この後、正レベ
ルに反転してコレクタ−エミッタに流れる波形が得られ
る。また、このような一次側のスイッチング動作によっ
て一次巻線N1に得られる巻線電流I1としては図5
(b)に示すようにして1スイッチング周期ごとに対応
して正/負に反転する略正弦波状の波形が得られる。
At this time, as shown in FIG. 5D, the collector current IQ1 flowing through the switching element Q1 first has a negative clamp current flowing through the clamp diode DD at the start of the period TON1. , And a waveform flowing to the collector-emitter inverted to the positive level is obtained. FIG. 5 shows the winding current I1 obtained in the primary winding N1 by the switching operation on the primary side.
As shown in (b), a substantially sinusoidal waveform that is inverted positive / negative for each switching cycle is obtained.

【0034】また、フライバックトランスFBTの一次
巻線N0に対しては、図5(c)に示されるようにして
正弦波状の巻線電流I3が流れる。この巻線電流I3は、
図5(b)に示す巻線電流I1にほぼ対応した波形が得
られる。これに応じて、フライバックトランスFBTの
二次側の整流回路に流れる整流電流Ioは、図5(h)
に示す波形により流れる。つまり、期間TOFF1内におい
て正極性の方向により正弦波状に流れる波形が得られる
ものである。
A sinusoidal winding current I3 flows through the primary winding N0 of the flyback transformer FBT as shown in FIG. 5 (c). This winding current I3 is
A waveform substantially corresponding to the winding current I1 shown in FIG. In response to this, the rectified current Io flowing through the rectifier circuit on the secondary side of the flyback transformer FBT is shown in FIG.
Flows according to the waveform shown in FIG. That is, a waveform that flows in a sinusoidal manner depending on the positive polarity direction is obtained within the period TOFF1.

【0035】また、絶縁コンバータトランスPITの二
次側に設けられる二次側並列共振コンデンサC2の両端
に得られる二次側並列共振電圧V2としては、図5
(e)に示されるようにして、整流ダイオードDO1がオ
ンとなる期間DONにおいては、二次側直流出力電圧EO1
のレベルによりクランプされ、オフとなる期間DOFFに
おいては負極正の方向に正弦波状にピークを有する波形
となる。そして、二次巻線N2から整流ダイオードDO1
に流入する巻線電流I2は、図5(f)に示すようにし
て、期間DONにおいては正極性の方向にほぼ所定の一定
レベルが維持され、期間DOFFにおいては正極性から負
極性に反転するようにして、負極正の方向によりピーク
を有する波形となる。
The secondary parallel resonance voltage V2 obtained at both ends of the secondary parallel resonance capacitor C2 provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT is shown in FIG.
As shown in (e), during the period DON during which the rectifier diode DO1 is turned on, the secondary-side DC output voltage EO1
During the OFF period DOFF, the waveform has a sine wave peak in the positive direction of the negative electrode. Then, the rectifier diode DO1 is supplied from the secondary winding N2.
As shown in FIG. 5 (f), the winding current I2 which flows into the PDP is maintained at a substantially predetermined constant level in the positive direction during the period DON, and reverses from positive to negative during the period DOFF. Thus, a waveform having a peak in the positive direction of the negative electrode is obtained.

【0036】また、絶縁コンバータトランスPITの二
次側に備えられるアクティブクランプ回路20の動作
は、図5(g)のクランプ電流IQ2として示される。つ
まり、スイッチング回路(Q2//DD2)が導通してオン
となる期間TON2の前半期間においては、クランプダイ
オードDD2→クランプコンデンサCCL→二次巻線N2の
経路で電流が流れることで、クランプ電流IQ2としては
負極性による鋸歯状波が得られ、後半期間においては、
その電流の流れが反転して正極性となって、二次巻線N
2→Q2ドレイン→Q2ソースの経路で流れるようにされ
る。そして、スイッチング回路(Q2//DD2)がオフと
なる期間TOFF2においては、0レベルが維持される波形
となるものである。なお、第1制御回路1Aによる制御
によっては、補助スイッチング素子Q2の導通角制御を
行うことによって、この期間TON2が可変されることに
なる。
The operation of the active clamp circuit 20 provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT is shown as a clamp current IQ2 in FIG. That is, in the first half of the period TON2 in which the switching circuit (Q2 // DD2) is turned on by conducting, the current flows through the path of the clamp diode DD2 → the clamp capacitor CCL → the secondary winding N2, and thus the clamp current IQ2 As a sawtooth wave due to negative polarity, and in the latter half period,
The flow of the current is reversed to become positive, and the secondary winding N
It is made to flow in the path of 2 → Q2 drain → Q2 source. In a period TOFF2 during which the switching circuit (Q2 // DD2) is turned off, the waveform has a waveform that maintains the 0 level. In addition, depending on the control by the first control circuit 1A, this period TON2 is varied by controlling the conduction angle of the auxiliary switching element Q2.

【0037】[0037]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図4に
示した構成による電源回路は、陰極線管表示装置用とし
ては、以前から知られている構成のようにスイッチング
コンバータを複数段組み合わせる必要はないことから、
それだけ小型化には有利であるといえる。そして、さら
なる小型化が図られれば、近年における電子機器の小型
化の要求に対して充分に応えることができることにな
り、より有用な電源回路を提供することが可能になる。
By the way, the power supply circuit having the configuration shown in FIG. 4 does not need to be combined with a plurality of switching converters for a cathode ray tube display unlike the conventionally known configuration. From that
It can be said that it is advantageous for miniaturization. If further miniaturization is achieved, it is possible to sufficiently respond to recent demands for miniaturization of electronic devices, and it is possible to provide more useful power supply circuits.

【0038】しかし、図4に示した電源回路の構成とし
ては、これ以上の小型化を有効に図ることは難しい。そ
して、小型化を阻害する要因における最も問題となる点
としては次のようなことが挙げられる。図4に示す電源
回路においては、トランスとして、絶縁コンバータトラ
ンスPIT、直交型制御トランスPRT、及びフライバ
ックトランスFBTが設けられているが、これらのなか
では特に絶縁コンバータトランスPIT及びフライバッ
クトランスFBTが比較的大型のサイズとなっている。
つまり、図4に示す回路では、大型のトランスが2組備
えられていることから、相当の基板における実装面積を
要してしまうことになる。
However, it is difficult to effectively reduce the size of the power supply circuit shown in FIG. The most problematic factors that hinder miniaturization include the following. In the power supply circuit shown in FIG. 4, an insulating converter transformer PIT, a quadrature control transformer PRT, and a flyback transformer FBT are provided as transformers. It has a relatively large size.
That is, in the circuit shown in FIG. 4, since two sets of large transformers are provided, a considerable mounting area on the board is required.

【0039】具体的には、絶縁コンバータトランスPI
Tのコア断面積は1.23平方センチメートル、フライ
バックトランスFBTのコア断面積は2.01平方セン
チメートルであるのに対して、絶縁コンバータトランス
PIT側である二次側直流出力電圧EO1の負荷電力は1
50W程度であり、フライバックトランスFBTの二次
側である直流高電圧EHVの負荷電力は70W程度であ
る。つまり、直流高電圧EHVの負荷電力は二次側直流出
力電圧EO1の1/2程度であるのに、コア断面積を比較
すると、フライバックトランスFBTが絶縁コンバータ
トランスPITに対して63%拡大したものとなってい
る。これは、フライバックトランスFBTのコアの利用
率という点からすれば、絶縁コンバータトランスPIT
の利用率に対して大幅に劣っており、それだけサイズ的
な効率がよくないことを示している。従って、図4に示
す構成を基本とした電源回路の小型化を促進しようとす
れば、このトランスの問題をクリアすることが必要にな
ってくるわけである。
Specifically, the insulation converter transformer PI
The core cross-sectional area of T is 1.23 square centimeters and the core cross-sectional area of the flyback transformer FBT is 2.01 square centimeters, whereas the load power of the secondary side DC output voltage EO1 on the isolation converter transformer PIT side is 1
The load power is about 50 W, and the load power of the DC high voltage EHV on the secondary side of the flyback transformer FBT is about 70 W. That is, although the load power of the DC high voltage EHV is about 1/2 of the secondary side DC output voltage EO1, when comparing the core cross-sectional area, the flyback transformer FBT is 63% larger than the insulating converter transformer PIT. Has become something. This means that in terms of the utilization factor of the flyback transformer FBT core, the isolated converter transformer PIT
Is significantly inferior to the utilization rate, indicating that the size is not efficient. Therefore, in order to promote the miniaturization of the power supply circuit based on the configuration shown in FIG. 4, it is necessary to solve the problem of the transformer.

【0040】また絶縁コンバータトランスPIT及びフ
ライバックトランスFBTからは、スイッチング素子Q
1のスイッチング周波数に応じた周波数の漏洩磁束が発
生する。例えば漏洩磁束の周波数は、スイッチング周波
数fsの制御により80KHz〜95KHzとなる。
The switching element Q is provided from the insulating converter transformer PIT and the flyback transformer FBT.
A leakage magnetic flux having a frequency corresponding to the switching frequency of No. 1 is generated. For example, the frequency of the leakage magnetic flux ranges from 80 KHz to 95 KHz by controlling the switching frequency fs.

【0041】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 synchronization 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 the neck 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. Then, when the leakage magnetic flux of the above-mentioned insulating converter transformer PIT and flyback transformer FBT is coupled to these components of the horizontal deflection circuit,
A power beat with oblique stripes is generated on the surface of the CRT due to interference between the horizontal synchronization frequency fh and the switching frequency fs.

【0042】このために、絶縁コンバータトランスPI
TやフライバックトランスFBTに対して磁気シールド
対策を施さなければならず、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。
For this purpose, the insulation converter transformer PI
Each transformer (PIT, FBT) must be provided with magnetic shielding measures for the T and flyback transformer FBT, and the material cost of the copper plate is required for the shielding process and the necessity of the mounting / soldering process is required. However, there is a problem in that the manufacturing process becomes complicated and cost increases.

【0043】[0043]

【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
に構成する。つまり、直流入力電圧を断続して出力する
ためのメイン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、二組のU字形磁心がギャップを介して
接合されるU−U字形磁心と、このU−U字形磁心の一
方の磁脚に巻装されると共に上記スイッチング手段のス
イッチング出力が伝達される高圧用一次巻線と、この高
圧用一次巻線と同軸上に巻装されて、上記高圧用一次巻
線と密結合とされる所要の結合度が得られるようにされ
た二次側昇圧巻線と、上記U−U字形磁心の他方の磁脚
に巻装されると共に上記スイッチング手段のスイッチン
グ出力が伝達される低圧用一次巻線と、この低圧用一次
巻線とは疎結合とされる所要の結合度が得られるように
上記低圧用一次巻線と同じ磁脚に対して巻装される低圧
用二次巻線と、を有し、さらに上記低圧用一次巻線が巻
き上げられた巻上巻線が上記高圧用一次巻線と直列接続
されている高圧発生トランスと、上記スイッチング手段
の動作を電圧共振形とするために、上記低圧用一次巻線
と並列に接続された一次側並列共振コンデンサを有する
一次側並列共振回路と、上記高圧用一次巻線に直列接続
される一次側直列共振コンデンサによる一次側直列共振
回路と、上記低圧用二次巻線に対して二次側並列共振コ
ンデンサを並列に接続するようにして形成される二次側
並列共振回路と、上記二次側並列共振回路を含んで形成
され上記低圧用二次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直流低電圧を得るように構成され
た直流低電圧生成手段と、上記二次側昇圧巻線に得られ
る高圧電圧について整流動作を行うことで直流高電圧を
得るようにされる直流高電圧生成手段と、二次側クラン
プコンデンサと二次側補助スイッチング素子との直列接
続回路からなり、この直列接続回路が上記二次側並列共
振回路に対して並列に接続されるようにして形成される
二次側アクティブクランプ手段と、上記直流低電圧のレ
ベルに応じて上記二次側補助スイッチング素子の導通角
制御を行うことで、定電圧制御を行うようにされる第1
の定電圧制御手段と、一次側クランプコンデンサと一次
側補助スイッチング素子との直列接続回路からなり、こ
の直列接続回路が上記低圧用一次巻線に対して並列に接
続されるようにして形成される一次側アクティブクラン
プ手段と、上記直流高電圧のレベルに応じて上記一次側
補助スイッチング素子の導通角制御を行うことで、定電
圧制御を行うようにされる第2の定電圧制御手段と、を
備えるようにする。また、さらに、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に基づいて、上記メ
インスイッチング素子について、水平同期信号周波数に
同期したスイッチング動作を実行させる同期手段を備え
るようにもする。
In view of the above-mentioned problems, the present invention is configured as a switching power supply circuit as follows. That is, a switching means formed with a main switching element for intermittently outputting a DC input voltage, a U-U-shaped core in which two sets of U-shaped cores are joined via a gap, and a U-shaped core. A high voltage primary winding wound around one of the magnetic legs of the U-shaped magnetic core and to which the switching output of the switching means is transmitted; and a high voltage primary winding wound coaxially with the high voltage primary winding. A secondary step-up winding which is provided with a required degree of coupling tightly coupled to the winding; a switching output of the switching means which is wound around the other magnetic leg of the UU-shaped core; And the low voltage primary winding is wound around the same magnetic leg as the low voltage primary winding so as to obtain a required degree of coupling that is loosely coupled to the low voltage primary winding. And a low voltage secondary winding, and A high-voltage generating transformer in which a winding winding on which the low-voltage primary winding is wound is connected in series with the high-voltage primary winding, and the low-voltage primary winding in order to make the operation of the switching means a voltage resonance type. A primary-side parallel resonance circuit having a primary-side parallel resonance capacitor connected in parallel with the wire, a primary-side series resonance circuit including a primary-side series resonance capacitor connected in series to the high-voltage primary winding, and a low-voltage secondary A secondary parallel resonance circuit formed by connecting a secondary parallel resonance capacitor to the winding in parallel, and the low-voltage secondary winding formed including the secondary parallel resonance circuit and including the secondary parallel resonance circuit DC low voltage generating means configured to obtain a DC low voltage by performing a rectification operation on the obtained alternating voltage, and DC high voltage by performing a rectification operation on the high voltage obtained in the secondary side boost winding. DC high-voltage generating means for obtaining a voltage, and a series connection circuit of a secondary-side clamp capacitor and a secondary-side auxiliary switching element, and this series connection circuit is parallel to the secondary-side parallel resonance circuit. The secondary-side active clamp means formed so as to be connected to, and by controlling the conduction angle of the secondary-side auxiliary switching element according to the level of the DC low voltage, to perform constant voltage control The first
, A series connection circuit of a primary side clamp capacitor and a primary side auxiliary switching element, and the series connection circuit is formed so as to be connected in parallel to the low voltage primary winding. A primary-side active clamp unit and a second constant-voltage control unit configured to perform a constant-voltage control by performing a conduction angle control of the primary-side auxiliary switching element according to a level of the DC high voltage. Be prepared. Furthermore, the main switching element may be provided with a synchronizing means for executing a switching operation in synchronization with the horizontal synchronizing signal frequency based on a signal synchronizing with the horizontal synchronizing signal used in the cathode ray tube display device.

【0044】上記構成によれば、高圧発生トランスに対
して高圧用一次巻線と昇圧巻線が密結合の状態となるよ
うに巻装されると共に、低圧用一次巻線と低圧用二次巻
線が疎結合の状態となるようにして巻装される。従っ
て、スイッチング電源回路の全体構成としては、一次側
電圧共振形スイッチングコンバータと、このスイッチン
グ出力を二次側に伝送する高圧発生トランスと、この高
圧発生トランスの二次側に形成される直流高電圧生成手
段としての整流回路系と、直流低電圧生成手段としての
整流回路系が備えられることになる。ここで、直流低電
圧生成手段の整流回路系においては、二次側並列共振回
路が形成されることで、電源回路全体としては、複合共
振形スイッチングコンバータが形成される。そして、こ
のような回路構成であれば、直流高電圧と直流低電圧と
を1組のスイッチング電源回路で得るのにあたっては、
1組の高圧発生トランスにより一次側から二次側への電
力伝送を行うようにされることになる。つまり、換言す
れば、高圧発生トランス及び絶縁コンバータトランスと
いう2組の大型トランスを設ける必要はなく、絶縁コン
バータトランスについては省略されることになる。
According to the above configuration, the high-voltage primary winding and the boosting winding are wound around the high-voltage generating transformer in a tightly coupled state, and the low-voltage primary winding and the low-voltage secondary winding are wound. The wires are wound so that they are loosely coupled. Therefore, the overall configuration of the switching power supply circuit includes a primary-side voltage resonance type switching converter, a high-voltage generating transformer that transmits the switching output to the secondary side, and a DC high-voltage formed on the secondary side of the high-voltage generating transformer. A rectifying circuit system as a generating means and a rectifying circuit system as a DC low voltage generating means are provided. Here, in the rectification circuit system of the DC low-voltage generating means, a secondary-side parallel resonance circuit is formed, so that a composite resonance switching converter is formed as the whole power supply circuit. With such a circuit configuration, in order to obtain a high DC voltage and a low DC voltage with a set of switching power supply circuits,
Power transmission from the primary side to the secondary side is performed by a set of high-voltage generating transformers. In other words, in other words, there is no need to provide two sets of large transformers, a high-voltage generating transformer and an insulating converter transformer, and the insulating converter transformer is omitted.

【0045】また、高圧発生トランスでは、上記低圧用
一次巻線が巻き上げられた巻上巻線が上記高圧用一次巻
線と直列接続され、さらに上記高圧用一次巻線が一次側
直列共振コンデンサに直列接続される。そしてこの直列
接続された上記巻上巻線、上記高圧用一次巻線、一次側
直列共振コンデンサが、上記低圧用一次巻線と並列接続
された状態となる。このため、メインスイッチング素子
の両端に発生する電圧共振パルス電圧と相似した電圧波
形が巻上巻線に誘起され、低圧用一次巻線と巻上巻線に
発生する電圧共振パルス電圧が高圧用一次巻線に印加さ
れる。これは直流高電圧を本来得ようとする電圧値より
上昇させる作用を為すが、逆に言えば、メインスイッチ
ング素子の両端に発生する電圧共振パルス電圧のピーク
を低下させても、本来得るべき直流高電圧を得ることが
できることを意味する。
In the high-voltage generating transformer, a hoist winding wound around the low-voltage primary winding is connected in series with the high-voltage primary winding, and the high-voltage primary winding is connected in series with a primary-side series resonance capacitor. Connected. Then, the hoisting winding, the high-voltage primary winding, and the primary-side series resonance capacitor connected in series are connected in parallel with the low-voltage primary winding. For this reason, a voltage waveform similar to the voltage resonance pulse voltage generated at both ends of the main switching element is induced in the winding, and the low voltage primary winding and the voltage resonance pulse voltage generated in the winding are converted to the high voltage primary winding. Is applied to This has the effect of increasing the DC high voltage from the voltage value originally intended to be obtained. Conversely, even if the peak of the voltage resonance pulse voltage generated at both ends of the main switching element is reduced, the DC voltage which should be originally obtained is obtained. It means that a high voltage can be obtained.

【0046】さらに同期手段により、複合共振形スイッ
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。
Further, the synchronizing means can synchronize the operation of the composite resonance type switching converter with the horizontal synchronizing frequency, thereby preventing the power beat from being generated due to the interference between the leakage magnetic flux of the transformer and the horizontal synchronizing frequency.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のスイ
ッチング電源回路について説明を行っていくこととす
る。以降説明する本実施の形態としてのスイッチング電
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、二次側には並列共振回路を備えた複合共振形スイッ
チングコンバータとしての基本構成を採る。また、この
図に示される電源回路は、ディスプレイデバイスとして
CRT(陰極線管)を備えるテレビジョン受像機、モニ
タディスプレイ装置、プロジェクタ装置などに搭載され
るものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention will be described. The switching power supply circuit according to the present embodiment described below adopts a basic 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. The power supply circuit shown in this figure is mounted on a television receiver, a monitor display device, a projector device, or the like having a CRT (cathode ray tube) as a display device.

【0048】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例を示している。この図
に示される電源回路においては、先ず、商用交流電源A
Cに対して、[整流ダイオードDi1,Di2,平滑コン
デンサCi1,Ci2]を図示する接続形態によって接続
することで、倍電圧整流回路を形成している。この倍電
圧整流回路は、直列接続された平滑コンデンサCi1−
Ci2の両端に交流入力電圧VACの2倍に対応する整流
平滑電圧Ei(直流入力電圧)を生成する。本実施の形
態において、このようにして交流入力電圧VACの2倍に
対応する整流平滑電圧Eiを得るようにしているのは、
後述するようにして、高圧発生回路40によって、所要
レベルの直流高電圧EHVを得る必要上、効率を向上させ
るには、一次側並列共振電圧V1のピークレベルとして
1000V程度が必要であるため、電圧共振形コンバー
タへの入力電圧レベルとしても相応の高レベルが必要と
されることに依る。
FIG. 1 shows a configuration example of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention. In the power supply circuit shown in FIG.
By connecting [rectifier diodes Di1, Di2, smoothing capacitors Ci1, Ci2] to C in the connection configuration shown in the figure, a voltage doubler rectifier circuit is formed. The voltage doubler rectifier circuit includes a series-connected smoothing capacitor Ci1−
A rectified smoothed voltage Ei (DC input voltage) corresponding to twice the AC input voltage VAC is generated at both ends of Ci2. In this embodiment, the reason for obtaining the rectified smoothed voltage Ei corresponding to twice the AC input voltage VAC in this manner is as follows.
As will be described later, it is necessary to obtain a required level of the DC high voltage EHV by the high voltage generating circuit 40. To improve the efficiency, the peak level of the primary side parallel resonance voltage V1 needs to be about 1000 V. A correspondingly high input voltage level to the resonant converter is required.

【0049】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、一石のメインスイッチング
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、メインスイッチング素
子Q1には、高耐圧のバイポーラトランジスタ(BJ
T;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 is provided with a single main switching element Q1 and a so-called single-ended type self-excited voltage resonant converter which performs a switching operation. . In this case, a high withstand voltage bipolar transistor (BJ) is connected to the main switching element Q1.
T: junction type transistor).

【0050】そしてメインスイッチング素子Q1のコレ
クタが平滑コンデンサCiの正極端子に接続され、エミ
ッタがフライバックトランスFBTの低圧用一次巻線N
1に接続されている。メインスイッチング素子Q1のベ
ースに対しては、駆動巻線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、この場合には、メインスイッチング素子Q1のベー
スに対して、絶縁コンデンサCtを介して、水平同期信
号周波数fHとしての外部トリガパルスが入力されるよ
うになっている。この外部トリガパルスは、後述する直
流高電圧EHVの負荷である、水平偏向回路系から取り出
される。
The collector of the main switching element Q1 is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor Ci, and the emitter is the low voltage primary winding N of the flyback transformer FBT.
1 connected. The base of the main switching element Q1 is connected to a series resonance circuit for self-excited oscillation driving, which includes a series connection circuit of a drive winding NB, a resonance capacitor CB, an inductor LB, and a base current limiting resistor RB. In this case, an external trigger pulse as the horizontal synchronizing signal frequency fH is input to the base of the main switching element Q1 via the insulating capacitor Ct. This external trigger pulse is extracted from a horizontal deflection circuit system, which is a load of a DC high voltage EHV described later.

【0051】また、メインスイッチング素子Q1のベー
ス−エミッタ間には、クランプダイオードDDが並列に
接続され、メインスイッチング素子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。
A clamp diode DD is connected in parallel between the base and the emitter of the main switching element Q1 to form a path for a clamp current flowing when the main switching element Q1 is turned off.

【0052】ここで、メインスイッチング素子Q1の自
励発振駆動回路を形成する駆動巻線NBは、フライバッ
クトランスFBTの低圧用一次巻線N1の巻終わり端部
側を巻き上げるようにして形成されている。これによっ
て、駆動巻線NBには低圧用一次巻線N1から伝達され
るドライブ電圧としての交番電圧が発生する。このドラ
イブ電圧は、自励発振駆動回路を形成する直列共振回路
(NB,CB,LB)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メインスイッチング素子Q1の
ベースに出力される。つまり、メインスイッチング素子
Q1に対しては、直列共振回路の共振周波数を有する駆
動信号が供給されることになる。
Here, the drive winding NB forming the self-excited oscillation drive circuit of the main switching element Q1 is formed so as to wind up the winding end end of the low-voltage primary winding N1 of the flyback transformer FBT. I have. As a result, an alternating voltage is generated in the drive winding NB as a drive voltage transmitted from the low voltage primary winding N1. This drive voltage is output as a drive current from the series resonance circuit (NB, CB, LB) forming the self-excited oscillation drive circuit to the base of the main switching element Q1 via the base current limiting resistor RB. That is, a drive signal having the resonance frequency of the series resonance circuit is supplied to the main switching element Q1.

【0053】そのうえで、本実施の形態においては、上
述もしたように、メインスイッチング素子Q1のベース
に対しては水平同期信号周波数fHを有する外部トリガ
パルスが入力されるようになっている。上記直列共振回
路(NB,CB,LB)としては、水平同期信号周波数fH
よりも僅かに低いとされる所定の共振周波数が設定され
ており、メインスイッチング素子Q1としてはこの共振
周波数による駆動信号によりスイッチング駆動すること
になるのであるが、ここで、同時に外部トリガパルスが
入力されることによって、メインスイッチング素子Q1
は、この外部トリガパルスのタイミングに同期するよう
にしてスイッチング動作を行うようにされる。つまり、
CRTを表示駆動しているビーム電流の水平偏向周波数
に同期したスイッチング動作を行うようにされる。具体
的には、例えばNTSC方式のHDTVに対応する場合
には、水平同期信号周波数fH=31.5KHzに同期
したスイッチングタイミングとなり、デジタルテレビジ
ョン放送に対応する場合には水平同期信号周波数fH=
33.75KHz又はfH=45KHzに同期したスイ
ッチングタイミングとなる。なお、起動時においては、
メインスイッチング素子Q1は、起動抵抗Rsを介して
整流平滑電圧Eiからベースに流れる起動電流によって
スイッチング動作を開始する。
Further, in the present embodiment, as described above, an external trigger pulse having the horizontal synchronizing signal frequency fH is input to the base of the main switching element Q1. The horizontal resonance signal frequency fH is used as the series resonance circuit (NB, CB, LB).
A predetermined resonance frequency, which is slightly lower than the resonance frequency, is set, and the main switching element Q1 is driven by a driving signal based on the resonance frequency. At this time, an external trigger pulse is input. As a result, the main switching element Q1
Performs a switching operation in synchronization with the timing of the external trigger pulse. That is,
The switching operation is performed in synchronization with the horizontal deflection frequency of the beam current driving the CRT for display. Specifically, for example, in the case of supporting the HDTV of the NTSC system, the switching timing is synchronized with the horizontal synchronizing signal frequency fH = 31.5 KHz. In the case of supporting the digital television broadcasting, the horizontal synchronizing signal frequency fH =
The switching timing is synchronized with 33.75 KHz or fH = 45 KHz. At the time of startup,
The main switching element Q1 starts a switching operation by a starting current flowing from the rectified smoothed voltage Ei to the base via the starting resistor Rs.

【0054】また、メインスイッチング素子Q1のエミ
ッタと一次側アース間には一次側並列共振コンデンサC
rが接続される。一次側並列共振コンデンサCrはフラ
イバックトランスFBTの低圧用一次巻線N1に対して
並列となる。この一次側並列共振コンデンサCrは、自
身のキャパシタンスと、低圧用一次巻線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。そして、ここでは詳
しい説明を省略するが、メインスイッチング素子Q1の
オフ時には、この一次側並列共振回路の作用によって一
次側並列共振コンデンサCr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 primary side parallel resonance capacitor C is provided between the emitter of the main switching element Q1 and the primary side ground.
r is connected. The primary side parallel resonance capacitor Cr is in parallel with the low voltage primary winding N1 of the flyback transformer FBT. The primary side parallel resonance capacitor Cr forms a primary side parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter by its own capacitance and the leakage inductance L1 of the low voltage primary winding N1. Although not described in detail here, when the main switching element Q1 is turned off, the voltage V1 across the primary side parallel resonance capacitor Cr due to the operation of the primary side parallel resonance circuit is actually a sinusoidal waveform. A voltage resonance operation is obtained in the form of a pulse waveform.

【0055】また、この図に示す電源回路の一次側には
一次側アクティブクランプ回路10が備えられる。一次
側アクティブクランプ回路10は、補助スイッチング素
子Q2,クランプコンデンサCCL2,クランプダイオード
DD2を備えている。この場合、補助スイッチング素子Q
2についてはMOS−FETが選定される。また、クラ
ンプダイオードDD2には、MOS−FETである補助ス
イッチング素子Q2に内蔵されるボディダイオードを用
いることができる。
The primary side active clamp circuit 10 is provided on the primary side of the power supply circuit shown in FIG. The primary side active clamp circuit 10 includes an auxiliary switching element Q2, a clamp capacitor CCL2, and a clamp diode DD2. In this case, the auxiliary switching element Q
For 2, a MOS-FET is selected. Further, a body diode incorporated in the auxiliary switching element Q2 which is a MOS-FET can be used as the clamp diode DD2.

【0056】補助スイッチング素子Q2のドレインはク
ランプコンデンサCCL2を介してメインスイッチング素
子Q1のエミッタと低圧用一次巻線N1の巻終わり端部
との接続点に対して接続される。また、補助スイッチン
グ素子Q2のソースは一次側アース(低圧用一次巻線N1
の巻始め端部側)に対して接続される。また、クランプ
ダイオードDD2は、そのアノードが補助スイッチング素
子Q2のソースに接続され、カソードが補助スイッチン
グ素子Q2のドレインに接続される。このように、本実
施の形態の一次側アクティブクランプ回路10として
は、上記補助スイッチング素子Q2及びクランプダイオ
ードDD2から成るスイッチング回路に対して、クランプ
コンデンサCCL2を直列に接続して成るものとされる。
そして、このようにして形成される回路をフライバック
トランスFBTの低圧用一次巻線N1に対して並列に接
続して構成されるものである。
The drain of the auxiliary switching element Q2 is connected via a clamp capacitor CCL2 to the connection point between the emitter of the main switching element Q1 and the end of the low voltage primary winding N1. The source of the auxiliary switching element Q2 is the primary side ground (the low voltage primary winding N1).
(The winding start end side). The clamp diode DD2 has an anode connected to the source of the auxiliary switching element Q2 and a cathode connected to the drain of the auxiliary switching element Q2. As described above, the primary side active clamp circuit 10 of the present embodiment is configured by connecting the clamp capacitor CCL2 in series to the switching circuit including the auxiliary switching element Q2 and the clamp diode DD2.
The circuit thus formed is connected in parallel to the low voltage primary winding N1 of the flyback transformer FBT.

【0057】また、補助スイッチング素子Q2の駆動回
路系としては、補助スイッチング素子Q2のゲートに対
して、抵抗Rg−コンデンサCg−駆動巻線Ngの直列
接続回路により形成されるLCR直列共振回路が接続さ
れる。上記LCR直列共振回路(Cg−Rg−Ng)の
共振周波数としては、メインスイッチング素子Q1の自
励発振駆動回路を形成する直列共振回路(RB−CB−N
B)と同等であるようにして設定される。つまり、メイ
ンスイッチング素子Q1のスイッチング周波数とほぼ同
等となるようにして設定される。
As a drive circuit system for the auxiliary switching element Q2, an LCR series resonance circuit formed by a series connection circuit of a resistor Rg, a capacitor Cg and a drive winding Ng is connected to the gate of the auxiliary switching element Q2. Is done. As the resonance frequency of the LCR series resonance circuit (Cg-Rg-Ng), a series resonance circuit (RB-CB-N) forming a self-excited oscillation drive circuit of the main switching element Q1 is used.
It is set to be equivalent to B). That is, it is set so as to be substantially equal to the switching frequency of the main switching element Q1.

【0058】ここで駆動巻線Ngは、フライバックトラ
ンスFBTにおいて低圧用一次巻線N1の巻始め端部側
を巻き上げるようにして形成されている。これによっ
て、駆動巻線Ngには、低圧用一次巻線N1に得られる
メインスイッチング素子Q1のスイッチング出力である
交番電圧によって励起された交番電圧が発生することに
なる。また、この場合には、その巻方向の関係から、低
圧用一次巻線N1と駆動巻線Ngとでは、逆極性の交番電
圧が得られる。そして、このようにして得られる交番電
圧によってLCR直列共振回路が共振動作を行ってその
出力を補助スイッチング素子Q2のゲートに印加する。
このようにして駆動される補助スイッチング素子Q2と
しては、メインスイッチング素子Q1と同様のスイッチ
ング周期で、かつ、ほぼ交互となるオン/オフタイミン
グによってスイッチング動作を行うようにされる。
The drive winding Ng is formed so as to wind up the winding start end of the low-voltage primary winding N1 in the flyback transformer FBT. As a result, an alternating voltage excited by the alternating voltage which is the switching output of the main switching element Q1 obtained in the low voltage primary winding N1 is generated in the drive winding Ng. Further, in this case, due to the relationship of the winding direction, an alternating voltage of the opposite polarity is obtained between the low voltage primary winding N1 and the driving winding Ng. The alternating voltage obtained in this manner causes the LCR series resonance circuit to perform a resonance operation, and applies its output to the gate of the auxiliary switching element Q2.
The auxiliary switching element Q2 driven in this manner performs a switching operation at a switching cycle similar to that of the main switching element Q1 and at substantially alternate on / off timings.

【0059】一次側アクティブクランプ回路10は、そ
のスイッチング回路(Q2//DD2)がスイッチング動作
を行うことで、後述するようにして、メインスイッチン
グ素子Q1//並列共振コンデンサCrの並列回路の両端
に発生する共振電圧V1のピークレベルを抑制するよう
に動作する。また、後述する第2制御回路1Bから補助
スイッチング素子Q2のゲートに対して制御電圧が印加
されるが、この制御電圧のレベルに応じて補助スイッチ
ング素子Q2のオン期間についてのPWM制御(導通角
制御)が行われる。これにより、結果的には、後述する
直流高電圧EHVについての安定化を図るようにされる。
The primary side active clamp circuit 10 is connected to both ends of the parallel circuit of the main switching element Q1 // parallel resonance capacitor Cr as described later by the switching operation of the switching circuit (Q2 // DD2). It operates so as to suppress the peak level of the generated resonance voltage V1. A control voltage is applied from a second control circuit 1B, which will be described later, to the gate of the auxiliary switching element Q2. According to the level of the control voltage, PWM control (conduction angle control) for the ON period of the auxiliary switching element Q2 is performed. ) Is performed. As a result, the DC high voltage EHV described later is stabilized.

【0060】フライバックトランスFBTは、本来、メ
インスイッチング素子Q1のスイッチング出力を一次側
から二次側に伝達し、二次側においてアノード電圧用の
高圧直流電圧を得るための高圧交番電圧を生成するため
に備えられる。しかし、本実施の形態においては、この
フライバックトランスFBTの二次側において、例えば
各種回路用の低圧二次側直流出力電圧を得るための低圧
交番電圧を生成するようにも構成される。
The flyback transformer FBT originally transmits the switching output of the main switching element Q1 from the primary side to the secondary side, and generates a high voltage alternating voltage for obtaining a high voltage DC voltage for the anode voltage on the secondary side. Prepared for. However, in the present embodiment, the secondary side of the flyback transformer FBT is also configured to generate, for example, a low-voltage alternating voltage for obtaining a low-voltage secondary-side DC output voltage for various circuits.

【0061】このため、本実施の形態のフライバックト
ランスFBTにおいて一次側に巻装される一次側巻線と
しては、高圧用一次巻線N0に加えて、低圧用一次巻線
N1が設けられる。また、上述したように低圧用一次巻
線N1の巻始め側が巻き上げられて駆動巻線Ngが設け
られ、更に低圧用一次巻線N1の巻終わり側が巻き上げ
られて駆動巻線NBが設けられる。また低圧用一次巻線
N1の巻終わり側は、駆動巻線NBに続いてさらに巻き上
げられて巻上巻線N4が設けられている。
For this reason, in the flyback transformer FBT of this embodiment, as the primary winding wound on the primary side, a low-voltage primary winding N1 is provided in addition to the high-voltage primary winding N0. Further, as described above, the winding start side of the low-voltage primary winding N1 is wound up to provide the drive winding Ng, and the winding end side of the low-voltage primary winding N1 is further wound up to provide the drive winding NB. The winding end side of the low-voltage primary winding N1 is further wound up following the driving winding NB to provide a winding winding N4.

【0062】この巻上巻線N4は高圧用一次巻線N0の
巻き始め側に直列接続される。そして、高圧用一次巻線
N0の巻き終わり側は一次側直列共振コンデンサC5が
直列接続される。一次側直列共振コンデンサC5の他端
は一次側アースに接続される。この高圧用一次巻線N0
のリーケージインダクタンスLoと一次側直列共振コン
デンサC5のキャパシタンスにより一次側直列共振回路
が形成される。そしてこの一次側直列共振回路は、低圧
用一次巻線N1と一次側並列共振コンデンサCrによる
一次側並列共振回路に対して、並列に設けられるものと
なる。またフライバックトランスFBTの二次側巻線と
しては、昇圧巻線NHV(1〜5)に加えて、低圧用二次巻線
N2が設けられる。
The hoist winding N4 is connected in series to the winding start side of the high voltage primary winding N0. A primary-side series resonance capacitor C5 is connected in series to the winding end side of the high-voltage primary winding N0. The other end of the primary side series resonance capacitor C5 is connected to the primary side ground. This high voltage primary winding N0
And the capacitance of the primary-side series resonance capacitor C5 forms a primary-side series resonance circuit. This primary side series resonance circuit is provided in parallel with the primary side parallel resonance circuit including the low voltage primary winding N1 and the primary side parallel resonance capacitor Cr. As a secondary winding of the flyback transformer FBT, a low-voltage secondary winding N2 is provided in addition to the boost winding NHV (1 to 5).

【0063】ここで、低圧用一次巻線N1は、メインス
イッチング素子Q1のエミッタと一次側アースとの間に
対して挿入されていることで、メインスイッチング素子
Q1のスイッチング出力が伝達される。また高圧用一次
巻線N0も、巻上巻線N4を介してメインスイッチング
素子Q1のエミッタと(直列共振コンデンサC5を介し
て)一次側アースとの間に対して挿入されていること
で、メインスイッチング素子Q1のスイッチング出力が
伝達される。
Since the low voltage primary winding N1 is inserted between the emitter of the main switching element Q1 and the primary side ground, the switching output of the main switching element Q1 is transmitted. The high voltage primary winding N0 is also inserted between the emitter of the main switching element Q1 and the primary side ground (via the series resonance capacitor C5) via the winding winding N4, so that the main switching is performed. The switching output of element Q1 is transmitted.

【0064】また、フライバックトランスFBTの二次
側の回路構成として、昇圧巻線NHV(1〜5)を備えて成
る高圧発生回路40側の構成は次のようになっている。
図において一点鎖線で囲って示す高圧発生回路40は、
フライバックトランスFBTと高圧整流回路によって構
成されており、フライバックトランスFBTの高圧用一
次巻線N0に得られる交番電圧(スイッチング出力)を
利用して、例えばCRTのアノード電圧レベルに対応し
た直流高電圧を生成する。このため、フライバックトラ
ンスFBTの二次側には、4組〜5組の昇圧巻線NHV
が、後述するようにしていわゆるスリット捲き、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、低圧用一次巻線N0と昇圧巻線NHVとは密結合とな
るように巻装されている。なお、この場合の一次巻線N
0と昇圧巻線NHVの結合係数kとしては、k≧0.95
とされている。フライバックトランスFBTの二次側に
は、一次巻線N0に発生する巻線電圧V3が、昇圧巻線N
HVと一次巻線N0との巻線比(NHV/N0)に応じて昇圧
された昇圧電圧が得られることになる。
As a circuit configuration on the secondary side of the flyback transformer FBT, the configuration on the high voltage generating circuit 40 side provided with the boost windings NVH (1 to 5) is as follows.
In the figure, a high-voltage generation circuit 40 surrounded by a dashed line is
It is composed of a flyback transformer FBT and a high-voltage rectifier circuit, and utilizes an alternating voltage (switching output) obtained in a high-voltage primary winding N0 of the flyback transformer FBT, for example, to adjust a DC voltage corresponding to an anode voltage level of a CRT. Generate voltage. Therefore, on the secondary side of the flyback transformer FBT, four to five sets of boost windings NVH
However, it is divided and wound by so-called slit winding or interlayer winding as described later. In this case, the low-voltage primary winding N0 and the boost winding NHV are wound so as to be tightly coupled. In this case, the primary winding N
The coupling coefficient k between 0 and the step-up winding NVH is k ≧ 0.95
It has been. On the secondary side of the flyback transformer FBT, the winding voltage V3 generated in the primary winding N0
A boosted voltage is obtained in accordance with the turn ratio between the HV and the primary winding N0 (NHV / N0).

【0065】この図に示す電源回路の場合、フライバッ
クトランスFBTの二次側には、5組の昇圧巻線NHV
1,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
終わり端部に対しては、高圧整流ダイオードDHV1,DH
V2,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の巻始め端部に対して接続される。
In the case of the power supply circuit shown in this figure, five sets of boost windings NHV are provided on the secondary side of the flyback transformer FBT.
1, NHV2, NHV3, NHV4, and NHV5 are wound independently of each other, and high-voltage rectifier diodes DHV1, DH
The anodes of V2, DHV3, DHV4 and DHV5 are connected. Then, 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 start ends of the step-up windings NVH1 to NHV4, respectively.

【0066】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, [boost winding NHV1, 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.

【0067】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。この直流高電圧EHVはCRT
のアノード電圧として利用される。また、定電圧制御の
ために第2制御回路1Bに対しても分岐して入力され
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. This DC high voltage EHV is CRT
It is used as the anode voltage of The signal is also branched and input to the second control circuit 1B for constant voltage control.

【0068】また、フライバックトランスFBTの低圧
用二次巻線N2側の構成は次のようになっている。この
場合、低圧用二次巻線N2の巻終わり端部は整流ダイオ
ードDO1のアノードに接続され、その巻始め端部側は二
次側アースに接続される。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
よって二次側直流出力電圧EO1を得るようにしている。
なお、二次側直流出力電圧EO1は、例えば135Vとさ
れて水平偏向回路系として用いられる。また、第1制御
回路1Aに対して検出電圧として分岐して供給される。
The configuration of the low voltage secondary winding N2 of the flyback transformer FBT is as follows. In this case, the winding end of the low voltage secondary winding N2 is connected to the anode of the rectifier diode DO1, and the winding start end is connected to the secondary side ground. Then, a secondary-side DC output voltage EO1 is obtained by a half-wave rectifying / smoothing circuit including the rectifying diode DO1 and the smoothing capacitor CO1.
The secondary side DC output voltage EO1 is set to, for example, 135 V and used as a horizontal deflection circuit system. Further, the detection voltage is branched and supplied to the first control circuit 1A.

【0069】また、この場合には、二次巻線N2に対し
て図示するようにしてタップを設け、このタップ出力に
対して図示するようにして整流ダイオードDO2及び平滑
コンデンサCO2から成る半波整流回路を接続すること
で、上記二次側直流出力電圧EO1よりも低圧とされる、
例えば15Vの二次側直流出力電圧EO2を生成するよう
にしている。この二次側直流出力電圧EO2は、例えば垂
直偏向回路系に用いられる。
In this case, a tap is provided for the secondary winding N2 as shown in the figure, and a half-wave rectifier composed of a rectifier diode DO2 and a smoothing capacitor CO2 is provided for the tap output as shown in the figure. By connecting the circuit, the voltage is made lower than the secondary side DC output voltage EO1.
For example, a secondary DC output voltage EO2 of 15 V is generated. This secondary side DC output voltage EO2 is used, for example, in a vertical deflection circuit system.

【0070】なお、実際としては、他の各種回路系に供
給するための所要のレベルの低圧二次側直流出力電圧が
生成されるようにしても構わないものであり、例えばビ
デオ出力回路系(200V)、CRTヒーター回路系
(7.5V)、音声出力回路系(24V)などのための
二次側直流出力電圧を得るようにしても構わないもので
ある。
In practice, a low-voltage secondary-side DC output voltage of a required level to be supplied to other various circuit systems may be generated. For example, a video output circuit system ( 200 V), a secondary side DC output voltage for a CRT heater circuit system (7.5 V), an audio output circuit system (24 V), and the like.

【0071】そして、この低圧用二次巻線N2に対して
は、二次側並列共振コンデンサC2が並列に接続されて
いる。この場合、低圧用二次巻線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二次側並列共振回路が形成され
る。これによって、二次側に誘起される交番電圧は共振
電圧となり、二次側において電圧共振動作が得られる。
A secondary parallel resonance capacitor C2 is connected in parallel to the low voltage secondary winding N2. In this case, a leakage inductance L2 of the low voltage secondary winding N2 and a capacitance of the secondary parallel resonance capacitor C2 form a secondary parallel resonance circuit. Thus, the alternating voltage induced on the secondary side becomes a resonance voltage, and a voltage resonance operation is obtained on the secondary side.

【0072】即ち、本実施の形態の電源回路としても、
フライバックトランスFBTの一次側にはスイッチング
動作を電圧共振形とするための並列共振回路が備えら
れ、二次側には電圧共振動作を得るための並列共振回路
が備えられた、複合共振形スイッチングコンバータを形
成しているものである。
That is, the power supply circuit of this embodiment also
A composite resonance type switching in which the primary side of the flyback transformer FBT 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 type operation. It forms a converter.

【0073】ここで、本実施の形態のフライバックトラ
ンスFBTとしては、直流高電圧を得るためのフライバ
ック動作を得るためには高圧用一次巻線N0と昇圧巻線
NHV1〜NHV5とが密結合であることが必要とされ、一
方、上記した複合共振形スイッチングコンバータとして
の動作を得るためには低圧用一次巻線N1と低圧用二次
巻線N2とが疎結合であることが必要となる。従って、
本実施の形態のフライバックトランスFBTとしては、
高圧用一次巻線N0と昇圧巻線NHV(1〜5)とについて
は密結合で、低圧用一次巻線N1と低圧用二次巻線N2と
は疎結合となる状態が得られるような構造を有している
ものとされる。なお、フライバックトランスFBTの構
造については後述する。
Here, as the flyback transformer FBT of the present embodiment, in order to obtain a flyback operation for obtaining a high DC voltage, the high-voltage primary winding N0 and the boost windings NVH1 to NHV5 are tightly coupled. On the other hand, in order to obtain the operation as the above-described composite resonance type switching converter, the low voltage primary winding N1 and the low voltage secondary winding N2 need to be loosely coupled. . Therefore,
As the flyback transformer FBT of the present embodiment,
A structure in which the primary winding N0 for high voltage and the boost winding NHV (1 to 5) are tightly coupled, and the primary winding N1 for low voltage and the secondary winding N2 for low voltage are loosely coupled. It is assumed to have. The structure of the flyback transformer FBT will be described later.

【0074】また、上記二次側並列共振回路に対しては
二次側アクティブクランプ回路11が設けられる。二次
側アクティブクランプ回路11は、補助スイッチング素
子Q3,クランプコンデンサCCL3,クランプダイオー
ドDD3を備えている。補助スイッチング素子Q3につい
てはMOS−FETが選定され、クランプダイオードD
D3にはボディダイオードが用いられる。
A secondary active clamp circuit 11 is provided for the secondary parallel resonance circuit. The secondary side active clamp circuit 11 includes an auxiliary switching element Q3, a clamp capacitor CCL3, and a clamp diode DD3. A MOS-FET is selected for the auxiliary switching element Q3, and the clamp diode D
A body diode is used for D3.

【0075】また、補助スイッチング素子Q3を駆動す
るための駆動回路系は、低圧用二次巻線N2を巻き上げ
るようにして二次側に巻装される駆動巻線Ng3に対し
て、コンデンサCg3−抵抗Rg3を接続したLCR直列
共振回路を接続することで形成される。
The drive circuit system for driving the auxiliary switching element Q3 includes a capacitor Cg3− It is formed by connecting an LCR series resonance circuit to which a resistor Rg3 is connected.

【0076】また、この場合にも、巻方向の関係から低
圧用二次巻線N2と駆動巻線Ng3とでは、逆極性の交番
電圧が得られることから、補助スイッチング素子Q3と
二次側整流ダイオードは、ほぼ交互となるオン/オフタ
イミングによってスイッチング動作を行うようにされ
る。なお、二次側の補助スイッチング素子Q3と二次側
整流ダイオードについてのスイッチング周波数として
は、一次側電圧共振形コンバータのスイッチング出力が
フライバックトランスFBTを介して二次側に伝送され
てくる関係上、メインスイッチング素子Q1のスイッチ
ング周波数に対応したものとなる。
Also in this case, since the alternating voltage of the opposite polarity is obtained between the low voltage secondary winding N2 and the driving winding Ng3 due to the winding direction, the auxiliary switching element Q3 and the secondary rectifier are connected. The diode performs a switching operation at substantially alternating on / off timings. The switching frequency of the secondary-side auxiliary switching element Q3 and the secondary-side rectifier diode is determined by the relationship that the switching output of the primary-side voltage resonance type converter is transmitted to the secondary side via the flyback transformer FBT. , Corresponding to the switching frequency of the main switching element Q1.

【0077】補助スイッチング素子Q3のドレインはク
ランプコンデンサCCL3を介して、二次巻線N2の巻終わ
り端部に接続される。補助スイッチング素子Q3のソー
スは二次側アースに対して接地される。また、クランプ
ダイオードDD3は、そのアノードが補助スイッチング素
子Q3のソースに接続され、カソードが補助スイッチン
グ素子Q3のドレインに接続されることで、補助スイッ
チング素子Q3がオフとなる期間に流れるクランプ電流
の経路を形成するようにしている。このように、本実施
の形態の二次側アクティブクランプ回路11としては、
上記補助スイッチング素子Q3及びクランプダイオード
DD3から成るスイッチング回路に対して、クランプコン
デンサCCLを直列に接続して成るものとされる。そし
て、このようにして形成される回路を二次巻線N2//二
次側並列共振コンデンサC2からなる二次側並列共振回
路に対して、さらに並列に接続して構成されるものであ
る。
The drain of the auxiliary switching element Q3 is connected to the winding end of the secondary winding N2 via the clamp capacitor CCL3. The source of the auxiliary switching element Q3 is grounded with respect to the secondary side ground. The clamp diode DD3 has an anode connected to the source of the auxiliary switching element Q3 and a cathode connected to the drain of the auxiliary switching element Q3, so that a path of a clamp current flowing during a period in which the auxiliary switching element Q3 is turned off. Is formed. Thus, as the secondary side active clamp circuit 11 of the present embodiment,
A switching circuit comprising the auxiliary switching element Q3 and the clamp diode DD3 is connected to a clamp capacitor CCL in series. The circuit thus formed is further connected in parallel to a secondary parallel resonance circuit comprising a secondary winding N2 // secondary parallel resonance capacitor C2.

【0078】そして、本実施の形態の電源回路における
安定化動作については、次のようになる。第1制御回路
1Aでは、二次側の直流出力電圧レベルEO1の変化に応
じて可変されたレベルの直流の制御電圧を出力するよう
にされる。この制御電圧によっては、二次側アクティブ
クランプ回路11内の補助スイッチング素子Q3のゲー
ト閾値電圧(バイアス)が可変されることになるのであ
るが、これによっては、補助スイッチング素子Q3につ
いてのオン期間が可変されることになる。つまり導通角
についてのPWM制御が行われるものである。図1に示
す回路構成の場合、オン期間においてスイッチング回路
(Q3//DD3)が導通してクランプコンデンサCCL3に電
流が流れることによっては、二次側並列共振コンデンサ
C2に流入して充電されるべき電流がクランプコンデン
サCCL3に流れることになるもので、この動作によっ
て、二次側並列共振コンデンサC2の両端に得られる二
次側並列共振電圧V2のピークレベルを抑制してクラン
プするようにされる。従って、補助スイッチング素子Q
3の導通角が可変制御されてクランプコンデンサCCL3に
流れる電流量が可変されれば、二次側並列共振コンデン
サC2における充電電流量が可変されることになって二
次側並列共振電圧V2のクランプレベルも変化する。こ
のようにして二次側並列共振電圧V2のレベルが変化す
ることで、平滑コンデンサCO1に流入する整流電流レベ
ルが変化することとなって、結果的には、二次側直流出
力電圧EO1のレベルを可変制御する動作が得られる。そ
して、このような動作によって、低圧二次側直流出力電
圧の安定化が図られるものである。
The stabilizing operation in the power supply circuit according to the present embodiment is as follows. The first control circuit 1A outputs a DC control voltage of a level that is varied according to a change in the secondary-side DC output voltage level EO1. Depending on the control voltage, the gate threshold voltage (bias) of the auxiliary switching element Q3 in the secondary-side active clamp circuit 11 is varied. In this case, the ON period of the auxiliary switching element Q3 is reduced. Will be variable. That is, PWM control for the conduction angle is performed. In the case of the circuit configuration shown in FIG. 1, when the switching circuit (Q3 // DD3) conducts during the ON period and a current flows through the clamp capacitor CCL3, the current should flow into the secondary parallel resonance capacitor C2 and be charged. A current flows through the clamp capacitor CCL3. By this operation, the peak level of the secondary parallel resonance voltage V2 obtained at both ends of the secondary parallel resonance capacitor C2 is suppressed and clamped. Therefore, the auxiliary switching element Q
If the conduction angle of the capacitor 3 is variably controlled and the amount of current flowing through the clamp capacitor CCL3 is varied, the amount of charging current in the secondary parallel resonance capacitor C2 is varied, and the clamp of the secondary parallel resonance voltage V2 is performed. The level also changes. By changing the level of the secondary side parallel resonance voltage V2 in this manner, the level of the rectified current flowing into the smoothing capacitor CO1 changes, and as a result, the level of the secondary side DC output voltage EO1 is changed. Can be obtained. By such an operation, the low-voltage secondary-side DC output voltage is stabilized.

【0079】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、第2制御回路1Bに対して接続され
る。つまり本実施の形態においては、第2制御回路1B
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。第2制御回路1Bは、直流高電圧EHV
のレベル変化に応じて可変されたレベルの直流の制御電
圧を出力する。この制御電圧によって、一次側アクティ
ブクランプ回路10内の補助スイッチング素子Q2のゲ
ートに対して与えられるべきバイアス(ゲート閾値電
圧)が変化することになる。このようにして補助スイッ
チング素子Q2のバイアスが可変されることで、補助ス
イッチング素子Q2は、その1スイッチング周期内にお
けるオン期間が可変される。つまり、導通角についての
PWM制御が行われる。前述もしたように、補助スイッ
チング素子Q2のスイッチング動作によっては、一次側
並列共振コンデンサCrの両端に発生する共振電圧V1
をクランプして抑制する動作が得られるのであるが、上
記のようにして補助スイッチング素子Q2についてPW
M制御が行われることで、共振電圧V1の電圧レベルは
直流高電圧レベルの変動に応じて可変制御されることに
なる。ここで、高圧用一次巻線N0に対しては、共振電
圧V1のレベル変化に対応してそのレベルが可変され
た、メインスイッチング素子Q1のスイッチング出力が
供給される。このため、フライバックトランスFBTの
一次巻線N0に流れる巻線電流の電流レベルも変化し、
これに伴って、一次巻線N0の両端に発生する巻線電圧
のレベルも可変されることになる。これにより、フライ
バックトランスFBTの二次側に誘起される誘起電圧レ
ベルが可変され、高圧発生回路40から出力される直流
高電圧EHVの安定化が図られることになる。
Further, a series connection circuit of voltage dividing resistors R1-R2 is provided in parallel with respect to 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 second control circuit 1B. That is, in the present embodiment, the second control circuit 1B
, A voltage level obtained by dividing the DC high voltage EHV by the voltage dividing resistors R1-R2 is input as the detection voltage. The second control circuit 1B includes a DC high voltage EHV
And outputs a DC control voltage of a level that is varied according to the level change of. This control voltage changes the bias (gate threshold voltage) to be applied to the gate of the auxiliary switching element Q2 in the primary-side active clamp circuit 10. By varying the bias of the auxiliary switching element Q2 in this manner, the ON period of the auxiliary switching element Q2 within one switching cycle is varied. That is, PWM control for the conduction angle is performed. As described above, depending on the switching operation of the auxiliary switching element Q2, the resonance voltage V1 generated at both ends of the primary-side parallel resonance capacitor Cr is generated.
Can be obtained by clamping the switching element.
By performing the M control, the voltage level of the resonance voltage V1 is variably controlled according to the fluctuation of the DC high voltage level. Here, the switching output of the main switching element Q1, the level of which is varied according to the level change of the resonance voltage V1, is supplied to the high voltage primary winding N0. For this reason, the current level of the winding current flowing through the primary winding N0 of the flyback transformer FBT also changes,
Along with this, the level of the winding voltage generated at both ends of the primary winding N0 is also varied. As a result, the level of the induced voltage induced on the secondary side of the flyback transformer FBT is varied, and the DC high voltage EHV output from the high voltage generation circuit 40 is stabilized.

【0080】図3の断面図は、上記図1に示す電源回路
に備えられるフライバックトランスFBTの構造例を示
している。この図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CR
1,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CR2の磁脚端部と
の対向する部分にはギャップG1,G2をそれぞれ設け
るようにされる。そして、図示するように、高圧用一次
巻線N0が巻装される低圧巻線ボビン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、高圧用一次巻線N0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。そしてこの構造に
よっては、高圧用一次巻線N0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、いわゆる
「同軸巻き」によって巻装していることになる。このた
め、互いの結合状態としては密結合の状態が得られるこ
とになる。例えば実際としては、結合係数k=0.95
以上の密結合な状態を得ることができる。
FIG. 3 is a sectional view showing a structural example of a flyback transformer FBT provided in the power supply circuit shown in FIG. In the flyback transformer FBT shown in this figure, for example, two U-shaped cores CR made of a ferrite material are used.
The U-U-shaped core CR is formed by combining the magnetic legs 1 and CR2 so as to face each other. Then, gaps G1 and G2 are provided at portions where the magnetic leg ends of the U-shaped core CR1 and the magnetic leg ends of the U-shaped core CR2 face each other. Then, as shown in the figure, the low-voltage winding bobbin LB on which the high-voltage primary winding N0 is wound is attached so as to penetrate one of the magnetic legs of the U-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 N0 for high voltage and the boost winding NHV (1 to 5) are divided and wound is obtained. And depending on this structure, the high voltage primary winding N0 and the secondary side boosting winding NHV
Regarding (1-5), the same magnetic leg is wound by so-called “coaxial winding”. For this reason, a tightly coupled state is obtained as a mutually coupled state. For example, in practice, the coupling coefficient k = 0.95
The above tightly coupled state can be obtained.

【0081】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(1〜5)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 NVH (1 to
It is necessary to wind each of 5) in an insulated state. For this reason, the winding method of the boost windings NVH is determined by each boost 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, after winding the step-up windings NVH (1 to 5) as described above, each of the step-up windings NVH (1 to 5) is provided with a circuit so that the mode shown in FIG. 1 is obtained. On the other hand, high voltage rectifier diodes DHV (1 to 5) are connected and attached.

【0082】なお、昇圧巻線NHVについては、図8に示
した分割巻き(スリット巻き)による構造としてもよい
ものである。
The step-up winding NVH may have a split winding (slit winding) structure as shown in FIG.

【0083】そして、一次巻線N0と昇圧巻線NHV(1〜
5)が巻装されていない他方の磁脚に対しては、もう1
つの低圧巻線ボビンLB−1を、その磁脚に貫通させる
ようにして取り付けている。この場合、低圧巻線ボビン
LB−1としては、図示するようにして1枚の仕切が設
けられていることで、2つの巻線分の巻回部が分割され
たいわゆる分割ボビンとなっている。そして、この低圧
巻線ボビンLB−1に対して、低圧用一次巻線N1及び
巻上巻線N4(及び駆動巻線Ng、NB)と、低圧用二
次巻線N2(及び駆動巻線Ng3)とをそれぞれ異なる巻
回部に対して分割して巻装して互いの絶縁を確保するよ
うにしている。このような巻回構造とすることで、、低
圧用一次巻線N1と低圧用二次巻線N2とについては、結
合係数k=0.71程度の疎結合の状態が得られるよう
にされており、これによって、複合共振形スイッチング
コンバータとしての動作が得られるようにしている。ち
なみに、高圧用一次巻線N0に対する、低圧用一次巻線
N1又は低圧用二次巻線N2の結合度としては、結合係数
k=0.55程度とされており、これによっては、高圧
用一次巻線N0の巻き数を増加させることができる。
Then, the primary winding N0 and the boost winding NHV (1 to
5) For the other magnetic leg not wound, another
The two low-voltage winding bobbins LB-1 are attached so as to penetrate the magnetic legs. In this case, the low-voltage winding bobbin LB-1 is a so-called divided bobbin in which a winding portion for two windings is divided by providing one partition as illustrated. . Then, with respect to the low-voltage winding bobbin LB-1, the low-voltage primary winding N1 and the hoisting winding N4 (and the driving windings Ng and NB) and the low-voltage secondary winding N2 (and the driving winding Ng3). Are divided and wound around different winding portions to ensure insulation from each other. With such a winding structure, a loose coupling state with a coupling coefficient k of about 0.71 can be obtained for the low voltage primary winding N1 and the low voltage secondary winding N2. Thus, an operation as a complex resonance type switching converter can be obtained. Incidentally, the degree of coupling of the low-voltage primary winding N1 or the low-voltage secondary winding N2 to the high-voltage primary winding N0 is set to a coupling coefficient k of about 0.55. The number of turns of the winding N0 can be increased.

【0084】このような構成では、フライバックトラン
スFBTにおける電力伝送の対応関係として、高圧用一
次巻線N0と昇圧巻線NHVとが対応し、低圧用一次巻線
N1と低圧用二次巻線N2が対応することになる。つま
り、前述もしたように、高圧用一次巻線N0に得られる
一次側のスイッチング出力によって、二次側において昇
圧巻線NHVに交番電圧が励起される。また、低圧用一次
巻線N1に得られるスイッチング出力によっては、低圧
用二次巻線N2に交番電圧が励起されるものである。
In such a configuration, as a power transmission correspondence in the flyback transformer FBT, the high-voltage primary winding N0 and the boost winding NHV correspond to each other, and the low-voltage primary winding N1 and the low-voltage secondary winding N1. N2 will correspond. That is, as described above, the alternating voltage is excited in the boost winding NHV on the secondary side by the primary-side switching output obtained from the high-voltage primary winding N0. Further, depending on the switching output obtained from the low voltage primary winding N1, an alternating voltage is excited in the low voltage secondary winding N2.

【0085】図2は、上記図1に示した構成による電源
回路における要部の動作波形を示している。先ず、一次
側の動作としては、前述もしたように、メインスイッチ
ング素子Q1のスイッチングタイミングとしては、期間
TON1+期間TOFF1による1スイッチング周期が、水平
同期信号周波数fHに同期したものとなっている。そし
て、一次側並列共振コンデンサCrの両端に得られる一
次側並列共振電圧V1は、図2(a)に示すように、一
次側電圧共振形コンバータのメインスイッチング素子Q
1のスイッチングタイミングに対応した波形となってお
り、メインスイッチング素子Q1がオフとなる期間TOFF
1において電圧共振パルスが得られる。またメインスイ
ッチング素子Q1がオンとなる期間TON1においては、低
圧用一次巻線N1が接続されている関係上、そのレベル
についてオフセットが与えられており、0レベルではな
く、負極性による一定レベルが維持される。
FIG. 2 shows operation waveforms of main parts of the power supply circuit having the configuration shown in FIG. First, in the operation of the primary side, as described above, the switching timing of the main switching element Q1 is such that one switching cycle of the period TON1 + the period TOFF1 is synchronized with the horizontal synchronization signal frequency fH. The primary side parallel resonance voltage V1 obtained at both ends of the primary side parallel resonance capacitor Cr is, as shown in FIG. 2A, the main switching element Q of the primary side voltage resonance type converter.
It has a waveform corresponding to the switching timing of 1 and the period TOFF during which the main switching element Q1 is off.
At 1, a voltage resonance pulse is obtained. In the period TON1 during which the main switching element Q1 is turned on, the level is offset because the low-voltage primary winding N1 is connected, so that the constant level is maintained by the negative polarity instead of the 0 level. Is done.

【0086】また、スイッチング素子Q1に流れるコレ
クタ電流IQ1は、図2(b)に示すようにして、先ず、
期間TON1においては、その開始時においてクランプダ
イオードDD→Q1ベース→Q1コレクタを介して負極性
の方向にクランプ電流が流れ、この後、正レベルに反転
してコレクタ−エミッタに流れる波形が得られる。ま
た、期間TOFF1においては0レベルである。また、この
ような一次側のスイッチング動作によって高圧用一次巻
線N0に流れる巻線電流I3としては図2(e)に示すよ
うに、1スイッチング周期ごとに対応して正負に反転す
るた略鋸歯状の交番波形が得られる。そして、高圧用一
次巻線N0と並列に接続されている低圧用一次巻線N1に
流れる巻線電流I1は、図2(d)に示されており、期
間TOFF1において正極性から負極性に反転し、期間TON
1において正極性による所定レベルが維持される滑らか
な波形が得られる。
The collector current IQ1 flowing through the switching element Q1 is, as shown in FIG.
In the period TON1, at the start of the period, a clamp current flows in the direction of negative polarity via the clamp diode DD → Q1 base → Q1 collector, and thereafter, the waveform is inverted to a positive level and flows to the collector-emitter. In the period TOFF1, it is at the 0 level. As shown in FIG. 2 (e), the winding current I3 flowing through the high-voltage primary winding N0 due to the switching operation on the primary side is substantially saw-tooth inverted to positive or negative in each switching cycle. An alternating waveform in the shape of is obtained. The winding current I1 flowing through the low-voltage primary winding N1, which is connected in parallel with the high-voltage primary winding N0, is shown in FIG. 2D, and is inverted from positive to negative during the period TOFF1. And period TON
In 1, a smooth waveform in which a predetermined level due to the positive polarity is maintained is obtained.

【0087】また、一次側アクティブクランプ回路10
の動作としては、図2(c)のクランプ電流IQ2として
示されているが、このクランプ電流IQ2は、期間TON2
において負極性から正極性に反転する鋸歯状波により流
れ、期間TOFF2において0レベルとなる。ここで、期間
TON2は、補助スイッチング素子Q2及びクランプダイオ
ードDD2からなるスイッチング回路が導通する期間であ
り、その前半期間においてはクランプダイオードDD2→
クランプコンデンサCCL2を介して一次巻線N0に流れ、
後半期間においては一次巻線N0からクランプコンデン
サCCL2→Q2ドレイン→Q2ソースの経路で流れる。そ
して、この場合の期間TON2は、期間TOFF1内にあるよ
うにされている。これに対して期間TOFF2は、上記スイ
ッチング回路が非導通となる期間である。ここで、メイ
ンスイッチング素子Q1のオン/オフタイミングである
[期間TON1,TOFF1]と、補助スイッチング素子Q2の
オン/オフタイミングである[期間TON2,TOFF2]と
を比較して分かるように、メインスイッチング素子Q1
と補助スイッチング素子Q2とでは、ほぼ交互となるタ
イミングによってオン/オフ動作を行うようにされてい
る。そして、上記のようにして一次側アクティブクラン
プ回路10におけるスイッチング回路(Q2//DD2)が
オン/オフ動作を行うことで、このスイッチング回路
(Q2//DD2)の両端電圧は、期間TON2においては0レ
ベルで、期間TOFF2においては正極性の一定レベルで維
持される波形が得られる。
The primary side active clamp circuit 10
2 is shown as the clamp current IQ2 in FIG. 2 (c).
Flows through a sawtooth wave that reverses from negative polarity to positive polarity, and becomes 0 level in the period TOFF2. Here, the period TON2 is a period during which the switching circuit including the auxiliary switching element Q2 and the clamp diode DD2 conducts. In the first half of the period, the clamp diode DD2 →
Flows to the primary winding N0 through the clamp capacitor CCL2,
In the latter half period, the current flows from the primary winding N0 through the path of the clamp capacitor CCL2 → Q2 drain → Q2 source. In this case, the period TON2 is set to be within the period TOFF1. On the other hand, the period TOFF2 is a period in which the switching circuit is turned off. Here, as can be seen by comparing the [period TON1, TOFF1], which is the ON / OFF timing of the main switching element Q1, with the [period TON2, TOFF2], which is the ON / OFF timing of the auxiliary switching element Q2, Element Q1
The on / off operation is performed between the auxiliary switching element Q2 and the auxiliary switching element Q2 at substantially alternate timings. Then, as described above, the switching circuit (Q2 // DD2) in the primary-side active clamp circuit 10 performs an on / off operation, so that the voltage across the switching circuit (Q2 // DD2) is increased during the period TON2. At the 0 level, a waveform maintained at a constant positive polarity level in the period TOFF2 is obtained.

【0088】ところで、期間TOFF1は、本来であれば一
次側にて得られるスイッチング出力電流が一次側並列共
振コンデンサCrに流入する期間なのであるが、本実施
の形態では、図2(c)のクランプ電流IQ2として示す
ようにして、期間TON2において、スイッチング出力電
流が一次側アクティブクランプ回路10側に流れるよう
にされる。従って、一次側並列共振コンデンサCrに対
してスイッチング出力電流が流れるのは、期間TOFF1に
おける期間TON2以外の期間のみとなり、それだけ充電
電流量が低減されることになる。これによって、一次側
並列共振電圧V1は、図2(a)に示されるようにして
期間TOFF1においてそのピークレベルがクランプされて
抑制された波形となるものである。
By the way, the period TOFF1 is a period during which the switching output current originally obtained on the primary side flows into the primary side parallel resonance capacitor Cr. As indicated by the current IQ2, the switching output current is caused to flow to the primary side active clamp circuit 10 in the period TON2. Accordingly, the switching output current flows through the primary side parallel resonance capacitor Cr only during the period other than the period TON2 in the period TOFF1, and the charging current amount is reduced accordingly. Thus, the primary side parallel resonance voltage V1 has a waveform whose peak level is clamped and suppressed in the period TOFF1 as shown in FIG. 2A.

【0089】また、フライバックトランスFBTの二次
側の動作は、図2(g)〜(i)により示されている。
低圧用二次巻線N2と二次側並列共振回路を形成する二
次側並列共振コンデンサC2の両端電圧である二次側並
列共振電圧V2は、図2(g)に示されるようにして、
二次側整流ダイオードDO1が導通して整流電流が流れる
期間DONにおいては二次側直流出力電圧EO1のレベルで
クランプされ、非導通となる期間DOFFにおいては負極
性の方向にピークレベルを有する波形となる。
The operation on the secondary side of the flyback transformer FBT is shown in FIGS. 2 (g) to 2 (i).
A secondary parallel resonance voltage V2, which is a voltage across the secondary parallel resonance capacitor C2 forming a secondary parallel resonance circuit with the low voltage secondary winding N2, is obtained as shown in FIG.
A waveform having a peak level in the negative polarity direction during a period DON in which the secondary side rectifier diode DO1 conducts and a rectified current flows and is clamped at the level of the secondary side DC output voltage EO1 during a period DOFF in which the secondary side rectifier diode DO1 conducts and a rectified current flows. Become.

【0090】また、上記二次側並列共振回路に対して並
列に接続される二次側アクティブクランプ回路11のス
イッチング回路(Q3//DD3)の動作は、図2(h)の
クランプ電流IQ3として示される。スイッチング回路
(Q3//DD3)は、期間DOFF内における期間TON3にお
いて導通し、これ以外の期間TOFF2において非導通とな
る。また、期間TOFF2は、期間DONを含んだ期間となっ
ている。従って、二次側アクティブクランプ回路11の
スイッチング回路(Q3//DD3)と整流ダイオードDO1
とは、ほぼ交互となるタイミングでオン/オフを行うよ
うになっている。期間TON3の前半期間においては、ク
ランプダイオードDD3→クランプコンデンサCCL3→低
圧用二次巻線N2の経路で電流が流れることで、クラン
プ電流IQ3としては負極性による鋸歯状波が得られ、後
半期間においては、その電流の流れが反転して正極性と
なって、低圧用二次巻線N2→Q3ドレイン→Q3ソース
の経路で流れるようにされる。そして、スイッチング回
路(Q3//DD3)がオフとなる期間TOFF3においては、
0レベルが維持される波形となるものである。
The operation of the switching circuit (Q3 // DD3) of the secondary active clamp circuit 11 connected in parallel to the secondary parallel resonance circuit is performed as the clamp current IQ3 of FIG. Is shown. The switching circuit (Q3 // DD3) conducts during the period TON3 within the period DOFF, and turns off during the other period TOFF2. Further, the period TOFF2 is a period including the period DON. Therefore, the switching circuit (Q3 // DD3) of the secondary side active clamp circuit 11 and the rectifier diode DO1
Are turned on / off at substantially alternate timings. In the first half of the period TON3, a current flows through the path of the clamp diode DD3 → the clamp capacitor CCL3 → the low voltage secondary winding N2, so that a sawtooth wave with a negative polarity is obtained as the clamp current IQ3. , The current flow is inverted to have a positive polarity and flow through the low voltage secondary winding N2 → Q3 drain → Q3 source. Then, in a period TOFF3 in which the switching circuit (Q3 // DD3) is off,
This is a waveform in which the 0 level is maintained.

【0091】例えばこのようにして、期間TON3におい
てクランプ電流IQ3が流れるようにされることで、二次
側並列共振コンデンサC2に充電されるべき電流が、ク
ランプコンデンサCCL3に対して充放電されるようにし
て流れることになるため、図2(g)に示される二次側
並列共振コンデンサC2の両端の交番電圧V2としては、
負極性のピークレベルがクランプされる。そして前述も
したように、交流入力電圧VAC又は二次側直流出力電圧
EO1の負荷の変動により、二次側直流出力電圧EO1のレ
ベルが変動したときには、制御回路1Aによって、補助
スイッチング素子Q3についての導通角制御が行われ、
期間TON3が可変されることになる。これに伴い、整流
ダイオードDO1の導通角も制御されることとなるため
に、結果的に二次側直流出力電圧EO1のレベルが安定化
されるようにコントロールされることになる。
For example, by setting the clamp current IQ3 to flow in the period TON3 in this manner, the current to be charged in the secondary parallel resonance capacitor C2 is charged and discharged to the clamp capacitor CCL3. As a result, the alternating voltage V2 across the secondary side parallel resonance capacitor C2 shown in FIG.
The peak level of the negative polarity is clamped. As described above, when the level of the secondary side DC output voltage EO1 fluctuates due to the fluctuation of the load of the AC input voltage VAC or the secondary side DC output voltage EO1, the control circuit 1A controls the auxiliary switching element Q3. Conduction angle control is performed,
The period TON3 will be variable. Accordingly, the conduction angle of the rectifier diode DO1 is also controlled, and as a result, the level of the secondary DC output voltage EO1 is controlled to be stabilized.

【0092】また、フライバックトランスFBTの二次
側の高圧発生回路40において流れる整流電流Ioは、
図2(i)に示す波形により流れる。つまり、期間TOF
F1内において、正極性の方向において正弦波状に流れる
波形が得られるものである。
The rectified current Io flowing in the high voltage generating circuit 40 on the secondary side of the flyback transformer FBT is:
It flows according to the waveform shown in FIG. That is, the period TOF
Within F1, a waveform that flows sinusoidally in the positive polarity direction is obtained.

【0093】また特に本例では上述したように、フライ
バックトランスFBTの一次側では、低圧用一次巻線N
1が巻き上げられて巻上巻線N4が設けられている。そ
して巻上巻線N4が高圧用一次巻線N0に直列接続さ
れ、更に直列共振コンデンサC5が直列接続される。し
かもメインスイッチング素子Q1のエミッタと一次側ア
ースの間において、低圧用一次巻線N1と、巻上巻線N
4、高圧用一次巻線N0、直列共振コンデンサC5の直
列回路とが、並列接続された状態となっている。このた
め、巻上巻線N4の両端には、図2(j)に示すよう
に、低圧用一次巻線N1との巻数比によって、電圧共振
パルス電圧V1と相似した波形となる電圧V4が誘起さ
れる。そして、低圧用一次巻線N1及び巻上巻線N4に
発生する電圧共振パルス電圧が、高圧用一次巻線N0と
直列共振コンデンサC5による一次側直列共振回路に印
加される構成となっている。高圧用一次巻線N0の両端
電圧V3は図2(f)のようになる。
Also, in this embodiment, as described above, the primary side of the low-voltage primary winding N
1 is wound up to provide a winding winding N4. The hoist winding N4 is connected in series to the high voltage primary winding N0, and the series resonance capacitor C5 is further connected in series. Moreover, between the emitter of the main switching element Q1 and the primary side ground, the low voltage primary winding N1 and the winding winding N
4. The series circuit of the high voltage primary winding N0 and the series resonance capacitor C5 is connected in parallel. For this reason, as shown in FIG. 2 (j), a voltage V4 having a waveform similar to the voltage resonance pulse voltage V1 is induced at both ends of the hoist winding N4 due to the turn ratio with respect to the low voltage primary winding N1. You. Then, the voltage resonance pulse voltage generated in the low voltage primary winding N1 and the hoisting winding N4 is applied to a primary side series resonance circuit composed of the high voltage primary winding N0 and the series resonance capacitor C5. The voltage V3 across the high-voltage primary winding N0 is as shown in FIG.

【0094】このような巻上巻線N4を有する構成の場
合、例えば図4に示した先行技術の回路などと比較し
て、特に各種定数を変更しなければ、直流高電圧EHVを
上昇させるものとなる。従って、直流高電圧EHVの値と
して所期の電圧値(例えば31.5KV)を得るために
は、5組の昇圧巻線NHV(1〜5)の巻数を減少させる
か、高圧用一次巻線N0を増加させる(つまり巻数比を
変化させる)必要がある。ただし、昇圧巻線NHV(1〜
5)及び高圧用一次巻線N0の巻数を変更しなくとも、メ
インスイッチング素子Q1の両端に発生する電圧共振パ
ルス電圧V1のピーク値を低下させれば、直流高電圧E
HVの値として所期の電圧値を得ることができる。
In the case of such a configuration having the hoist winding N4, as compared with, for example, the prior art circuit shown in FIG. 4, unless the various constants are changed, the DC high voltage EHV is increased. Become. Therefore, in order to obtain a desired voltage value (for example, 31.5 KV) as the value of the DC high voltage EHV, the number of turns of the five sets of the boost windings NHV (1 to 5) is reduced or the primary winding for high voltage is used. It is necessary to increase NO (that is, change the turns ratio). However, the boost winding NHV (1 to
5) If the peak value of the voltage resonance pulse voltage V1 generated at both ends of the main switching element Q1 is reduced without changing the number of turns of the primary winding N0 for high voltage,
The desired voltage value can be obtained as the value of HV.

【0095】即ち本実施の形態の場合、巻上巻線N4の
追加と、それに伴ってメインスイッチング素子Q1の両
端に発生する電圧共振パルス電圧V1のピーク値を低下
させることで、高圧用一次巻線N0に流れる電流を低減
させる。これによりメインスイッチング素子Q1のスイ
ッチング損失と、高圧用一次巻線N0の銅損を低下さ
せ、AC/DC電力変換効率を向上させることにもな
る。
That is, in the case of the present embodiment, the addition of the hoist winding N4 and the reduction of the peak value of the voltage resonance pulse voltage V1 generated at both ends of the main switching element Q1 with the addition thereof increase the primary winding for high voltage. The current flowing through N0 is reduced. As a result, the switching loss of the main switching element Q1 and the copper loss of the high voltage primary winding N0 are reduced, and the AC / DC power conversion efficiency is also improved.

【0096】ここで、図1に示した電源回路のために選
定された主要部品のスペックについて、図4に示した先
行技術の電源回路との比較により示す。なお、直流低電
圧出力側の負荷Po=150W〜100W、直流高電圧
側の負荷PHV=31.5KV×2.15mA=68Wの
場合とする。
Here, the specifications of the main components selected for the power supply circuit shown in FIG. 1 will be shown by comparison with the prior art power supply circuit shown in FIG. It is assumed that the load Po on the DC low voltage output side is 150 W to 100 W and the load PHV on the DC high voltage side is 31.5 KV × 2.15 mA = 68 W.

【0097】図4に示した回路においては、絶縁コンバ
ータトランスPITについては、EE−40型といわれ
るEE型コアを用い、ギャップ長G=1mm、一次巻線
N1=130T、二次巻線N2=100Tとされていた。
また、フライバックトランスFBTは、ギャップ長=
0.4mm×2、一次巻線N0=70T、昇圧巻線NHV
(1〜5)=530Tとされていた。また、一次側並列共
振コンデンサCr=2200pFとしていた。その場合
においてAC/DC電力変換効率は90.1%であっ
た。
In the circuit shown in FIG. 4, the insulation converter transformer PIT uses an EE type core called EE-40 type, a gap length G = 1 mm, a primary winding N1 = 130T, and a secondary winding N2 = It was 100T.
The flyback transformer FBT has a gap length =
0.4mm × 2, primary winding N0 = 70T, boost winding NVH
(1-5) = 530T. Further, the primary side parallel resonance capacitor Cr was set to 2200 pF. In that case, the AC / DC power conversion efficiency was 90.1%.

【0098】これに対して、図1に示した本実施の形態
としての電源回路では、絶縁コンバータトランスPIT
としてのコアは省略されることになる。そして、フライ
バックトランスFBTに関しては、高圧用一次巻線N0
=80T、低圧用一次巻線N1=100T、低圧用二次
巻線N2=70T、昇圧巻線NHV=530T、巻上巻線
N4=30Tとなる。また、一次側並列共振コンデンサ
Cr=5600pF、クランプコンデンサCCL2=0.
15μF、一次側直列共振コンデンサC5=0.033
μFである。この場合においてAC/DC電力変換効率
は91.1%とすることができた。またこれにより交流
入力電力は3.2W低減させることができた。
On the other hand, in the power supply circuit according to the present embodiment shown in FIG.
Will be omitted. As for the flyback transformer FBT, the primary winding N0 for high voltage is used.
= 80T, low voltage primary winding N1 = 100T, low voltage secondary winding N2 = 70T, boost winding NHV = 530T, and winding winding N4 = 30T. Further, the primary side parallel resonance capacitor Cr = 5600 pF, the clamp capacitor CCL2 = 0.
15 μF, primary side series resonance capacitor C5 = 0.033
μF. In this case, the AC / DC power conversion efficiency was 91.1%. This also allowed the AC input power to be reduced by 3.2 W.

【0099】そして、交流入力電圧VAC=100Vの場
合において、上記図2(a)(b)(e)に示した共振
電圧V1、コレクタ電流IQ1、電流I3は、巻上巻線N
4を有していない場合に比べてピークが低減したものと
なっている。例えば図4の回路の場合、共振電圧V1の
ピークは1150Vであったが、本実施の形態の場合、
共振電圧V1のピークは600Vにまで低下させること
ができた。共振電圧V1のピーク値が低減されることに
よりメインスイッチング素子Q1のスイッチング損失が
低減するため、放熱構造も小型化できるものとなる。ま
た、メインスイッチング素子Q1として低耐圧のものを
選定できることにもなる。
When the AC input voltage VAC is 100 V, the resonance voltage V1, the collector current IQ1, and the current I3 shown in FIGS.
The peak is reduced as compared with the case where the sample No. 4 is not provided. For example, in the case of the circuit of FIG. 4, the peak of the resonance voltage V1 is 1150 V.
The peak of the resonance voltage V1 could be reduced to 600V. Since the switching loss of the main switching element Q1 is reduced by reducing the peak value of the resonance voltage V1, the heat radiation structure can be downsized. In addition, a low withstand voltage element can be selected as the main switching element Q1.

【0100】また、これまでの説明から分かるように、
本実施の形態の電源回路では、フライバックトランスF
BTに対して高圧用一次巻線N0及び昇圧巻線NHVの組
だけではなく低圧用一次巻線N1及び低圧用二次巻線N2
も巻装することで、1組のフライバックトランスFBT
の二次側にて直流高電圧EHV及び二次側直流出力電圧E
O1を得るようにされている。つまり、本実施の形態にお
いては、構成部品として、絶縁コンバータトランスPI
Tとしてのコアが省略されることとなる。これにより、
本実施の形態においては、それだけプリント基板の実装
面積が縮小されることになって、さらなる小型軽量化を
図ることが可能となる。しかも、本実施の形態として
は、大型部品であるところの絶縁コンバータトランスP
ITとしてのコアが不要となることから、大幅に小型軽
量化が促進されることになる。
Also, as can be seen from the above description,
In the power supply circuit of the present embodiment, the flyback transformer F
For the BT, not only the set of the primary winding N0 for high voltage and the boost winding NHV but also the primary winding N1 for low voltage and the secondary winding N2 for low voltage
Also winds up, one set of flyback transformer FBT
DC high voltage EHV and secondary side DC output voltage E at the secondary side of
O1 is going to get. That is, in the present embodiment, as a component, the insulating converter transformer PI
The core as T will be omitted. This allows
In the present embodiment, the mounting area of the printed circuit board is reduced accordingly, and it is possible to further reduce the size and weight. Moreover, in the present embodiment, the insulation converter transformer P
Since a core as an IT is not required, the size and weight can be greatly reduced.

【0101】また、低圧用一次巻線N1及び低圧用二次
巻線N2については、フライバックトランスFBTに巻
装されることで、絶縁コンバータトランスPITに巻装
する場合よりもコア断面積が増加することとなるので、
これら各巻線の巻き数が低減されることになり、これに
よっても巻線工程時間の短縮が図られる。
Further, the low voltage primary winding N1 and the low voltage secondary winding N2 are wound around the flyback transformer FBT, so that the core cross-sectional area increases as compared with the case where the winding is wound around the insulating converter transformer PIT. So that
The number of turns of each of these windings will be reduced, which will also shorten the winding process time.

【0102】また、図3に示したフライバックトランス
FBTの構造によれば、一次巻線N0と低圧用二次巻線
N2との結合度としては、結合係数k≒0.55という
充分な疎結合の状態を得ることが可能とされている。こ
のため、低圧用二次巻線N2のリーケージインダクタン
スは増加することになるため、低圧用二次巻線N2と共
に二次側並列回路を形成する二次側並列共振コンデンサ
C2のキャパシタンスは小さくて済むこととなる。キャ
パシタンスが小さければ、選定されるコンデンサの部品
としては小型なものとすることができ、この点でも回路
の小型軽量化が図られることになる。
Further, according to the structure of the flyback transformer FBT shown in FIG. 3, the degree of coupling between the primary winding N0 and the low-voltage secondary winding N2 is a sufficiently low coupling coefficient k ≒ 0.55. It is possible to obtain a state of connection. For this reason, the leakage inductance of the low-voltage secondary winding N2 increases, and the capacitance of the secondary-side parallel resonance capacitor C2 that forms a secondary-side parallel circuit together with the low-voltage secondary winding N2 can be small. It will be. If the capacitance is small, the components of the selected capacitor can be small, and in this regard, the circuit can be reduced in size and weight.

【0103】また、図3に示した構造に依れば、2つの
ギャップG1,G2は共に巻線が施されることになるの
で、ギャップからの漏洩磁束がこれらの巻線部によって
シールドされることになる。さらに、スイッチング周波
数fsとして、例えば水平同期信号周波数fHに同期し
たものとなることから、フライバックトランスFBTか
ら輻射される漏洩磁束による水平偏向回路部品への干渉
が発生することが無くなる。従って、フライバックトラ
ンスFBTに対して磁気シールドを設ける必要は無くな
るものである。
In addition, according to the structure shown in FIG. 3, since the two gaps G1 and G2 are both wound, the magnetic flux leaking from the gap is shielded by these windings. Will be. Further, since the switching frequency fs is synchronized with, for example, the horizontal synchronization signal frequency fH, interference with the horizontal deflection circuit components due to the leakage magnetic flux radiated from the flyback transformer FBT does not occur. Therefore, it is not necessary to provide a magnetic shield for the flyback transformer FBT.

【0104】なお、例えば、上記実施の形態では、メイ
ンとなるスイッチング素子については、バイポーラトラ
ンジスタを採用するものとしているが、MOS−FE
T、IGBT等の他の素子を採用することも考えられる
ものである。ここで、MOS−FET、IGBTを採用
する場合には、例えば汎用ICを用いた発振駆動回路を
用いることで他励式によってスイッチング駆動するよう
に構成すればよい。また、二次側共振回路を含んで形成
される二次側の整流回路としても、実施の形態としての
各図に示した構成に限定されるものではなく、他の回路
構成が採用されて構わないものである。
For example, in the above-described embodiment, a bipolar transistor is adopted as a main switching element, but a MOS-FE
It is also conceivable to employ other elements such as T and IGBT. Here, when a MOS-FET or an IGBT is adopted, for example, a switching drive may be performed by a separately-excited system by using an oscillation drive circuit using a general-purpose IC. Also, the secondary-side rectifier circuit formed including the secondary-side resonance circuit is not limited to the configurations shown in the drawings as the embodiments, and other circuit configurations may be adopted. Not something.

【0105】[0105]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電源
回路では、高圧発生トランス(フライバックトランス)
において高圧用一次巻線と昇圧巻線とが密結合となるよ
うにして巻装され、また、低圧用一次巻線と低圧用二次
巻線とが疎結合となるようにして巻装される。また、こ
れらの各構成においては、低圧用二次巻線側にて二次側
並列共振回路が形成されるようにすることで、複合共振
形スイッチングコンバータとしての動作が得られるよう
になっている。そして、フライバックトランスの二次側
においては、昇圧巻線に励起された交番電圧を利用して
直流高電圧を生成し、また、低圧用二次巻線に励起され
た交番電圧を利用して直流低電圧を生成するようにされ
る。このような構成が採られる結果、本発明の電源回路
としては、直流高電圧と直流低電圧という2種類の二次
側直流出力電圧を得るのにあたり、高圧発生トランスだ
けを設ければよく、絶縁コンバータトランスについては
削除されることになる。絶縁コンバータトランスが削除
されることで、構成部品としては、少なくとも、そのト
ランスのためのコアが削除されることになるのである
が、絶縁コンバータトランスは比較的大型なトランスで
あるから、そのコアが削除されることで、基板サイズは
大幅に縮小することが可能になり、結果として小型軽量
化やコストダウンを有効に促進することが可能になるも
のである。
As described above, in the power supply circuit according to the present invention, a high-voltage generating transformer (flyback transformer)
And the high-voltage primary winding and the boost winding are wound so as to be tightly coupled, and the low-voltage primary winding and the low-voltage secondary winding are wound so as to be loosely coupled. . In each of these configurations, an operation as a composite resonance type switching converter can be obtained by forming a secondary side parallel resonance circuit on the low voltage secondary winding side. . Then, on the secondary side of the flyback transformer, a DC high voltage is generated using the alternating voltage excited by the boost winding, and the alternating voltage excited by the low voltage secondary winding is used. A DC low voltage is generated. As a result of adopting such a configuration, in order to obtain two types of secondary-side DC output voltages, that is, a DC high voltage and a DC low voltage, the power supply circuit of the present invention only needs to provide a high-voltage generating transformer. The converter transformer will be deleted. By removing the insulating converter transformer, at least the core for the transformer will be deleted as a component, but since the insulating converter transformer is a relatively large transformer, the core is By being removed, the substrate size can be significantly reduced, and as a result, it is possible to effectively promote downsizing and cost reduction.

【0106】また高圧発生トランスは、低圧用一次巻線
が巻き上げられた巻上巻線が、高圧用一次巻線と直列共
振コンデンサとの直列回路に対して直列接続され、該直
列接続された巻上巻線、高圧用一次巻線、直列共振コン
デンサが低圧用一次巻線と並列接続される。これにより
結果的にAC/DC電力変換効率を向上させることがで
き、交流入力電力の低減も実現される。更にメインスイ
ッチング素子に印加する電圧共振パルス電圧のピーク値
を低減できるので、スイッチング損失が低減し、放熱板
も小型化できるという利点もある。
In the high-voltage generating transformer, a winding winding in which a low-voltage primary winding is wound is connected in series to a series circuit of a high-voltage primary winding and a series resonance capacitor. The wire, the high voltage primary winding and the series resonance capacitor are connected in parallel with the low voltage primary winding. As a result, AC / DC power conversion efficiency can be improved, and AC input power can be reduced. Further, since the peak value of the voltage resonance pulse voltage applied to the main switching element can be reduced, there is an advantage that switching loss is reduced and a heat sink can be downsized.

【0107】また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高
圧発生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、
コンバータトランスや高圧発生トランスに、漏洩磁束を
シールドするための銅板によるショートリングやシール
ド板を設ける必要がなくなる。これによって高圧発生ト
ランス(フライバックトランス)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。
さらにショートリングやシールド板を設けないことは、
高圧発生トランスの温度上昇を低下させるという利点も
生ずる。
Further, since the converter operation by the switching operation is synchronized with the horizontal synchronizing signal used in the cathode ray tube display device, the leakage magnetic flux of the converter transformer or the high voltage generating transformer interferes with the horizontal synchronizing signal, so that the power supply beat. Will not occur. Therefore,
There is no need to provide a short ring or a shield plate made of a copper plate for shielding the leakage magnetic flux in the converter transformer or the high-voltage generating transformer. This lowers the manufacturing cost of the high-voltage generating transformer (flyback transformer),
There is an effect that simplification of manufacturing and efficiency improvement can be realized.
Furthermore, not providing a short ring or shield plate
There is also an advantage that the temperature rise of the high-voltage generating transformer is reduced.

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

【図1】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】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. 2 is a waveform chart showing an operation of a main part in the power supply circuit of the embodiment.

【図3】実施の形態の電源回路に備えられるフライバッ
ク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 structure example of a flyback transformer provided in the power supply circuit according to the embodiment;

【図4】先行技術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. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit as a prior art.

【図5】図4に示す電源回路における要部の動作を示す
波形図である。
5 is a waveform chart showing an operation of a main part in the power supply circuit shown in FIG.

【図6】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. 6 is a cross-sectional view illustrating a structural example of an insulating converter transformer.

【図7】従来のフライバックトランスの構造例として、
昇圧巻線が層間巻きされる場合を示す断面図である。
FIG. 7 shows an example of the structure of a conventional flyback transformer.
It is sectional drawing which shows the case where a boost winding is wound between layers.

【図8】従来のフライバックトランスの構造例として、
昇圧巻線が分割巻きされる場合を示す断面図である。
FIG. 8 shows an example of the structure of a conventional flyback transformer.
It is sectional drawing which shows the case where a boost winding is dividedly wound.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A 第1制御回路、1B 第2制御回路、10 一次
側アクティブクランプ回路、11 二次側アクティブク
ランプ回路、FBT フライバックトランス、40 高
圧発生回路、Q1 メインスイッチング素子、Cr 一
次側並列共振コンデンサ、C2 二次側並列共振コンデ
ンサ、C5 一次側直列共振コンデンサ、Q2,Q3
補助スイッチング素子、N0 高圧用一次巻線、N1 低
圧用一次巻線、N2 低圧用二次巻線、NHV1〜NHV5
昇圧巻線、DHV1〜DHV5 高圧整流ダイオード、COHV
平滑コンデンサ
1A first control circuit, 1B second control circuit, 10 primary side active clamp circuit, 11 secondary side active clamp circuit, FBT flyback transformer, 40 high voltage generation circuit, Q1 main switching element, Cr primary side parallel resonance capacitor, C2 Secondary parallel resonance capacitor, C5 Primary series resonance capacitor, Q2, Q3
Auxiliary switching element, N0 high voltage primary winding, N1 low voltage primary winding, N2 low voltage secondary winding, NHV1 ~ NHV5
Boost winding, DHV1 to DHV5 High voltage rectifier diode, COHV
Smoothing capacitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C026 EA02 EA04 EA05 5C068 AA01 CA04 CA06 CA07 CB04 CC03 KA05 KA08 5E070 FA00 FD04 5H730 AA14 AA15 AS15 BB43 BB80 BB82 BB91 CC01 DD02 DD04 DD22 EE02 EE07 EE30 EE73 FD03 FG01 FG18 ZZ16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流入力電圧を断続して出力するための
メイン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、 二組のU字形磁心がギャップを介して接合されるU−U
字形磁心と、このU−U字形磁心の一方の磁脚に巻装さ
れると共に上記スイッチング手段のスイッチング出力が
伝達される高圧用一次巻線と、この高圧用一次巻線と同
軸上に巻装されて、上記高圧用一次巻線と密結合とされ
る所要の結合度が得られるようにされた二次側昇圧巻線
と、上記U−U字形磁心の他方の磁脚に巻装されると共
に上記スイッチング手段のスイッチング出力が伝達され
る低圧用一次巻線と、この低圧用一次巻線とは疎結合と
される所要の結合度が得られるように上記低圧用一次巻
線と同じ磁脚に対して巻装される低圧用二次巻線と、を
有し、さらに上記低圧用一次巻線が巻き上げられた巻上
巻線が上記高圧用一次巻線と直列接続されている高圧発
生トランスと、 上記スイッチング手段の動作を電圧共振形とするため
に、上記低圧用一次巻線と並列に接続された一次側並列
共振コンデンサを有する一次側並列共振回路と、 上記高圧用一次巻線に直列接続される一次側直列共振コ
ンデンサによる一次側直列共振回路と、 上記低圧用二次巻線に対して二次側並列共振コンデンサ
を並列に接続するようにして形成される二次側並列共振
回路と、 上記二次側並列共振回路を含んで形成され、上記低圧用
二次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、直流低電圧を得るように構成された直流低電圧
生成手段と、 上記二次側昇圧巻線に得られる高圧電圧について整流動
作を行うことで、直流高電圧を得るようにされる直流高
電圧生成手段と、 二次側クランプコンデンサと二次側補助スイッチング素
子との直列接続回路からなり、この直列接続回路が上記
二次側並列共振回路に対して並列に接続されるようにし
て形成される二次側アクティブクランプ手段と、 上記直流低電圧のレベルに応じて上記二次側補助スイッ
チング素子の導通角制御を行うことで、定電圧制御を行
うようにされる第1の定電圧制御手段と、 一次側クランプコンデンサと一次側補助スイッチング素
子との直列接続回路からなり、この直列接続回路が上記
低圧用一次巻線に対して並列に接続されるようにして形
成される一次側アクティブクランプ手段と、 上記直流高電圧のレベルに応じて上記一次側補助スイッ
チング素子の導通角制御を行うことで、定電圧制御を行
うようにされる第2の定電圧制御手段と、 を備えていることを特徴とするスイッチング電源回路。
1. A switching means formed with a main switching element for intermittently outputting a DC input voltage, and a U-U in which two sets of U-shaped cores are joined via a gap.
A high-voltage primary winding wound around one of the magnetic legs of the U-U-shaped core and to which the switching output of the switching means is transmitted, and wound coaxially with the high-voltage primary winding. Then, the secondary side step-up winding is formed so as to obtain a required degree of coupling that is tightly coupled to the high-voltage primary winding, and is wound around the other magnetic leg of the UU-shaped core. The low voltage primary winding to which the switching output of the switching means is transmitted, and the same magnetic leg as the low voltage primary winding so as to obtain a required degree of loose coupling with the low voltage primary winding. A low-voltage secondary winding wound around, and a high-voltage generating transformer in which a winding winding in which the low-voltage primary winding is wound up is connected in series with the high-voltage primary winding. In order to make the operation of the switching means a voltage resonance type, A primary-side parallel resonance circuit having a primary-side parallel resonance capacitor connected in parallel with the low-voltage primary winding, a primary-side series resonance circuit with a primary-side series resonance capacitor connected in series to the high-voltage primary winding, A secondary-side parallel resonance circuit formed by connecting a secondary-side parallel resonance capacitor in parallel to the low-voltage secondary winding; and a secondary-side parallel resonance circuit formed including the secondary-side parallel resonance circuit; DC low voltage generating means configured to obtain a DC low voltage by performing a rectification operation on an alternating voltage obtained from the secondary winding for use, and a rectification operation on a high voltage obtained from the secondary side boost winding. Is performed, a DC high voltage generating means configured to obtain a DC high voltage, and a series connection circuit of a secondary-side clamp capacitor and a secondary-side auxiliary switching element. Secondary-side active clamp means formed so as to be connected in parallel to the secondary-side parallel resonance circuit; and controlling the conduction angle of the secondary-side auxiliary switching element according to the level of the DC low voltage. A first constant voltage control means for performing constant voltage control; and a series connection circuit of a primary side clamp capacitor and a primary side auxiliary switching element. The series connection circuit is connected to the low voltage primary winding. A primary-side active clamp means formed so as to be connected in parallel to the primary-side auxiliary switching element according to the level of the DC high voltage, thereby performing constant-voltage control. And a second constant voltage control means.
【請求項2】 陰極線管表示装置で用いる水平同期信号
に同期した信号に基づいて、上記メインスイッチング素
子について、水平同期信号周波数に同期したスイッチン
グ動作を実行させる同期手段を備え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. A synchronizing means for performing a switching operation in synchronization with a horizontal synchronizing signal frequency for the main switching element based on a signal synchronizing with a horizontal synchronizing signal used in a cathode ray tube display device. Item 2. The switching power supply circuit according to item 1.
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