JP2003092879A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JP2003092879A
JP2003092879A JP2001284820A JP2001284820A JP2003092879A JP 2003092879 A JP2003092879 A JP 2003092879A JP 2001284820 A JP2001284820 A JP 2001284820A JP 2001284820 A JP2001284820 A JP 2001284820A JP 2003092879 A JP2003092879 A JP 2003092879A
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JP
Japan
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voltage
control
winding
switching
circuit
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Application number
JP2001284820A
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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 lower the breakdown voltage of a switching element. SOLUTION: As a self-excited composite resonance type converter being settled by a switching frequency control system, an arrangement where an orthogonal control transformer is eliminated is employed. When the load being imposed to a switching element is increased due to short circuit on the load side, for example, an overload protective circuit detects a current of undue level being generated in the power supply circuit and then starts operation. The circuit can thereby be protected without requiring a conventional overcurrent detection circuit, or the like.

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、各種電子機器に電
源として備えられる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 provided as a power supply in various electronic devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源回路として、例えばフ
ライバックコンバータやフォワードコンバータなどの形
式のスイッチングコンバータを採用したものが広く知ら
れている。これらのスイッチングコンバータはスイッチ
ング動作波形が矩形波状であることから、スイッチング
ノイズの抑制には限界がある。また、その動作特性上、
電力変換効率の向上にも限界があることがわかってい
る。そこで、先に本出願人により、各種共振形コンバー
タによるスイッチング電源回路が各種提案されている。
共振形コンバータは容易に高電力変換効率が得られると
共に、スイッチング動作波形が正弦波状となることで低
ノイズが実現される。また、比較的少数の部品点数によ
り構成することができるというメリットも有している。
2. Description of the Related Art As a switching power supply circuit, a switching power supply circuit that employs a switching converter such as a flyback converter or a forward converter is widely known. Since the switching operation waveforms of these switching converters are rectangular waves, there is a limit in suppressing switching noise. Also, due to its operating characteristics,
It is known that there is a limit to the improvement of power conversion efficiency. Therefore, the applicant has previously proposed various switching power supply circuits using various resonant converters.
The resonant converter can easily obtain high power conversion efficiency, and the switching operation waveform has a sinusoidal waveform to realize low noise. It also has the advantage that it can be configured with a relatively small number of parts.

【0003】図7の回路図は、先に本出願人が提案した
発明に基づいて構成することのできる、先行技術として
のスイッチング電源回路の一例を示している。この図に
示す電源回路の基本構成としては、一次側スイッチング
コンバータとして電圧共振形コンバータを備えている。
The circuit diagram of FIG. 7 shows an example of a switching power supply circuit as a prior art, which can be constructed based on the invention previously proposed by the present applicant. As a basic configuration of the power supply circuit shown in this figure, a voltage resonance type converter is provided as a primary side switching converter.

【0004】この図に示す電源回路では、ブリッジ整流
回路Di及び平滑コンデンサCiによって、商用交流電
源AC(交流入力電圧VAC)から交流入力電圧VACの1
倍のレベルに対応する整流平滑電圧Eiを生成する。ま
た、商用交流電源ACのラインには、電源のオン/オフ
を行うスイッチSWが挿入されている。また、商用交流
電源ACのラインには、突入電流制限抵抗Riを挿入す
るようにもしており、例えば電源投入時に平滑コンデン
サに流入する突入電流を抑制するようにしている。
In the power supply circuit shown in this figure, the bridge rectifier circuit Di and the smoothing capacitor Ci are used to change the AC input voltage VAC from the commercial AC power supply AC (AC input voltage VAC) to 1
The rectified and smoothed voltage Ei corresponding to the doubled level is generated. Further, a switch SW for turning on / off the power source is inserted in the line of the commercial AC power source AC. In addition, an inrush current limiting resistor Ri is also inserted in the line of the commercial AC power supply AC so as to suppress the inrush current flowing into the smoothing capacitor when the power is turned on, for example.

【0005】上記整流平滑電圧Ei(直流入力電圧)を
入力して断続する電圧共振形コンバータとしては、1石
によるシングルエンド方式が採用される。また駆動方式
としては自励式の構成を採っている。この場合、電圧共
振形コンバータを形成するスイッチング素子Q1には、
高耐圧のバイポーラトランジスタ(BJT;接合型トラ
ンジスタ)が選定される。このスイッチング素子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が並列に接続される。また、ベース−エミッ
タ間に対しては、クランプダイオードDD−抵抗RDの直
列接続回路が接続される。ここで、並列共振コンデンサ
Crは、絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N1
に得られるリーケージインダクタンスL1と共に、一次
側並列共振回路を形成しており、これによって電圧共振
形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、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から成る自励発振駆動回路が接続される。スイ
ッチング素子Q1には、この自励発振駆動回路にて発生
される発振信号を基とするベース電流が供給されること
でスイッチング駆動される。なお、起動時においては整
流平滑電圧Eiのラインから起動抵抗RSを介してベー
スに流れる起動電流によって起動される。
As the voltage resonance type converter which receives and connects the rectified and smoothed voltage Ei (DC input voltage), a single-ended system using one stone is adopted. The drive system is a self-excited type. In this case, the switching element Q1 forming the voltage resonance type converter is
A high voltage bipolar transistor (BJT; junction type transistor) is selected. A primary side parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the collector and the emitter of the switching element Q1. A series connection circuit of a clamp diode DD and a resistor RD is connected between the base and the emitter. Here, the parallel resonance capacitor Cr is the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT.
The primary side parallel resonance circuit is formed together with the leakage inductance L1 obtained in FIG. A self-excited oscillation drive circuit composed of drive winding NB-resonance capacitor CB-base current limiting resistor RB is connected to the base of switching element Q1. The switching element Q1 is switching-driven by being supplied with a base current based on an oscillation signal generated by the self-excited oscillation drive circuit. It is to be noted that, at the time of starting, it is started by the starting current flowing from the line of the rectified and smoothed voltage Ei to the base via the starting resistor RS.

【0006】直交型制御トランスPRTは、上記駆動巻
線NBと電流検出巻線NAの巻回方向に対してその巻回方
向が直交するようにして制御巻線NCが巻装されて構成
され、後述するようにして一次側電圧共振形コンバータ
のスイッチング周波数を制御するために設けられる。
The orthogonal control transformer PRT is constructed by winding the control winding NC so that the winding directions of the drive winding NB and the current detection winding NA are orthogonal to each other. It is provided to control the switching frequency of the primary side voltage resonance type converter as described later.

【0007】絶縁コンバータトランスPITは、一次側
に得られるスイッチングコンバータのスイッチング出力
を二次側に伝送するために設けられる。この絶縁コンバ
ータトランスPITは、EE型コアに対して一次巻線N
1と二次巻線N2を分割して巻装し、中央磁脚に対しては
ギャップGを形成することで、所要の結合係数による疎
結合の状態が得られるようにして、飽和状態が得られに
くいようにしている。
The insulating converter transformer PIT is provided for transmitting the switching output of the switching converter obtained on the primary side to the secondary side. This isolation converter transformer PIT has a primary winding N with respect to the EE type core.
By winding 1 and the secondary winding N2 separately, and forming a gap G with respect to the central magnetic leg, a loose coupling state with a required coupling coefficient can be obtained and a saturation state can be obtained. I try not to be easily affected.

【0008】この絶縁コンバータトランスPITの一次
巻線N1は、直流入力電圧(整流平滑電圧Ei)のライ
ンとスイッチング素子Q1のコレクタとの間に接続され
ている。スイッチング素子Q1は、直流入力電圧につい
てスイッチングを行うのであるが、これによって、一次
巻線N1には、スイッチング素子Q1のスイッチング出力
が供給されることとなり、スイッチング周波数に対応す
る周期の交番電圧が発生する。
The primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT is connected between the line of the DC input voltage (rectified and smoothed voltage Ei) and the collector of the switching element Q1. The switching element Q1 performs switching with respect to the DC input voltage, whereby the switching output of the switching element Q1 is supplied to the primary winding N1, and an alternating voltage having a cycle corresponding to the switching frequency is generated. To do.

【0009】絶縁コンバータトランスPITの二次側で
は、一次巻線N1により誘起された交番電圧が二次巻線
N2に発生する。この場合、二次巻線N2に対しては、二
次側並列共振コンデンサC2が並列に接続されること
で、二次巻線N2のリーケージインダクタンスL2と二次
側並列共振コンデンサC2のキャパシタンスとによって
並列共振回路が形成される。この並列共振回路により、
二次巻線N2に誘起される交番電圧は共振電圧となる。
つまり二次側において電圧共振動作が得られる。
On the secondary side of the insulating converter transformer PIT, an alternating voltage induced by the primary winding N1 is generated in the secondary winding N2. In this case, the secondary side parallel resonant capacitor C2 is connected in parallel to the secondary winding N2, so that the leakage inductance L2 of the secondary winding N2 and the capacitance of the secondary side parallel resonant capacitor C2 are used. A parallel resonant circuit is formed. With this parallel resonant circuit,
The alternating voltage induced in the secondary winding N2 becomes a resonance voltage.
That is, the voltage resonance operation is obtained on the secondary side.

【0010】即ち、この電源回路では、一次側にはスイ
ッチング動作を電圧共振形とするための並列共振回路が
備えられ、二次側には電圧共振動作を得るための並列共
振回路が備えられる。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 this power supply circuit, the parallel resonance circuit for making the switching operation a voltage resonance type is provided on the primary side, and the parallel resonance circuit for obtaining the voltage resonance operation is provided on the secondary side. In the present specification, the switching converter configured such that the resonance circuits are provided for the primary side and the secondary side as described above is also referred to as a “composite resonance type switching converter”.

【0011】この場合の絶縁コンバータトランスPIT
の二次側においては、先ず、二次巻線N2の巻終わり端
部に対して整流ダイオードDO1のアノードを接続し、カ
ソードを平滑コンデンサCO1の正極端子と接続すること
で、半波整流回路を形成している。この半波整流回路に
よっては、平滑コンデンサCO1の両端には、二次側直流
出力電圧EO1が得られることになる。また、この場合に
は、二次巻線N2に対してタップを設け、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形成して
いる。そして、この半波整流回路によっては、上記二次
側直流出力電圧EO1よりも低圧な二次側直流出力電圧E
O2が得られる。なお、具体的には、二次側直流出力電圧
EO1=135V、二次側直流出力電圧EO2=15Vとな
る。
Insulation converter transformer PIT in this case
On the secondary side, first, the half-wave rectification circuit is formed by connecting the anode of the rectifying diode DO1 to the end of the secondary winding N2 and connecting the cathode to the positive terminal of the smoothing capacitor CO1. Is forming. Depending on this half-wave rectifier circuit, the secondary side DC output voltage EO1 is obtained across the smoothing capacitor CO1. Further, in this case, a tap is provided on the secondary winding N2, and a half-wave rectifying circuit including a rectifying diode D02 and a smoothing capacitor C02 is formed for the tap output as shown in the figure. Then, depending on this half-wave rectification circuit, the secondary side DC output voltage E lower than the secondary side DC output voltage EO1 is obtained.
O2 is obtained. In addition, specifically, the secondary side DC output voltage EO1 = 135V and the secondary side DC output voltage EO2 = 15V.

【0012】これら二次側直流出力電圧EO1,EO2は、
それぞれ所要の負荷回路に対して供給されることにな
る。また、二次側直流出力電圧EO1は制御回路1の検出
用電圧として、二次側直流出力電圧EO2は、制御回路1
の動作電源として分岐出力される。
These secondary side DC output voltages EO1 and EO2 are
It will be supplied to each required load circuit. The secondary side DC output voltage EO1 is used as a detection voltage for the control circuit 1, and the secondary side DC output voltage EO2 is used as the detection voltage.
It is branched and output as the operating power supply of.

【0013】制御回路1は、二次側直流出力電圧EO1の
レベルに応じて可変の直流電流を、制御電流として、直
交型制御トランスPRTの制御巻線NCに流すようにさ
れる。制御巻線NCに流れる制御電流レベルが可変され
ることで、直交型制御トランスPRTにおいては、駆動
巻線NBのインダクタンスを可変するように制御するこ
とになる。これによって、自励発振駆動回路における駆
動巻線NB−共振コンデンサCBから成る共振回路の共振
周波数が変化し、スイッチング素子Q1のスイッチング
周波数が可変制御されることになる。このようにしてス
イッチング素子Q1のスイッチング周波数が可変される
ことで、二次側直流出力電圧が一定となるように制御さ
れる。つまり、電源の安定化が図られる。なお、本明細
書では、このような動作による定電圧制御について、
「スイッチング周波数制御方式」ともいうことにする。
The control circuit 1 causes a DC current variable according to the level of the secondary side DC output voltage EO1 to flow through the control winding NC of the orthogonal control transformer PRT as a control current. By varying the level of the control current flowing through the control winding NC, the quadrature control transformer PRT is controlled to vary the inductance of the drive winding NB. As a result, the resonance frequency of the resonance circuit composed of the drive winding NB and the resonance capacitor CB in the self-excited oscillation drive circuit changes, and the switching frequency of the switching element Q1 is variably controlled. By varying the switching frequency of the switching element Q1 in this manner, the secondary side DC output voltage is controlled to be constant. That is, the power supply is stabilized. In addition, in this specification, regarding constant voltage control by such an operation,
It is also called a "switching frequency control method".

【0014】ところで、上記図7に示した電源回路で
は、スイッチSWがオンとされて商用交流電源ACが投
入されると、突入電流制限抵抗Riからブリッジ整流回
路Diのダイオードを介して平滑コンデンサCiに対し
て電流が流入し、平滑コンデンサCiの両端電圧である
整流平滑電圧Eiを、交流入力電圧VACに対応するレベ
ルにまで引き上げる。すると、整流平滑電圧Eiのライ
ンから起動抵抗RSを介して起動電流がスイッチング素
子Q1のベースに流入して、スイッチング素子Q1はオン
となり発振起動し、スイッチング動作が開始される。
By the way, in the power supply circuit shown in FIG. 7, when the switch SW is turned on and the commercial AC power supply AC is turned on, the smoothing capacitor Ci is passed from the inrush current limiting resistor Ri through the diode of the bridge rectifier circuit Di. A current flows in, and the rectified and smoothed voltage Ei, which is the voltage across the smoothing capacitor Ci, is raised to a level corresponding to the AC input voltage VAC. Then, a starting current flows into the base of the switching element Q1 from the line of the rectified and smoothed voltage Ei through the starting resistor RS, the switching element Q1 is turned on, oscillation starts, and a switching operation is started.

【0015】しかし、このような起動時の動作に伴って
は、絶縁コンバータトランスPITの二次側の平滑コン
デンサCO1,CO2に対して過大な充電電流が流れる。ま
た、平滑コンデンサCiから電流検出巻線NA−一次巻
線N1を介して、スイッチング素子Q1のコレクタに過大
なコレクタ電流も流れることになる。さらに、このとき
の二次側直流出力電圧EO1,EO2のレベルとしては、所
要のレベルに立ち上がっていく過渡の状態であり、従っ
て、このときには、二次側直流出力電圧EO1のレベルに
応じたスイッチング周波数制御は行われない。このとき
のスイッチング素子Q1は、駆動巻線NBのインダクタン
スと、コンデンサCBのキャパシタンスとによって決定
される最低のスイッチング周波数によって動作する。こ
の電源回路の場合、最低のスイッチング周波数によりス
イッチング動作を行うと、スイッチング素子Q1のオン
期間とオフ期間のうち、オン期間のほうが長くなるので
あるが、これによって、スイッチング素子Q1のオフ期
間において、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並列共振電圧V1と
しての電圧共振パルスのピークレベルも過大なものとな
ってしまう。
However, with such a start-up operation, an excessive charging current flows to the smoothing capacitors CO1 and CO2 on the secondary side of the insulating converter transformer PIT. Further, an excessive collector current also flows from the smoothing capacitor Ci to the collector of the switching element Q1 via the current detection winding NA-primary winding N1. Further, the levels of the secondary side DC output voltages EO1 and EO2 at this time are in a transient state where they rise to a required level. Therefore, at this time, switching according to the level of the secondary side DC output voltage EO1 is performed. No frequency control is performed. At this time, the switching element Q1 operates at the lowest switching frequency determined by the inductance of the drive winding NB and the capacitance of the capacitor CB. In the case of this power supply circuit, when the switching operation is performed at the lowest switching frequency, the ON period becomes longer between the ON period and the OFF period of the switching element Q1. Therefore, in the OFF period of the switching element Q1, The peak level of the voltage resonance pulse as the parallel resonance voltage V1 generated at both ends of the parallel circuit of the switching element Q1 // parallel resonance capacitor Cr also becomes excessive.

【0016】また、起動時以外にも、例えば負荷側が短
絡することによっても、このようなスイッチング素子Q
1にかかる負担が増大することとなる。すなわち、負荷
短絡時には、二次側直流出力電圧ラインに流れる電流レ
ベルが通常時より増加し、このラインには過大な電流が
流れることになる。また、このときの制御回路1の動作
によっては、スイッチング素子Q1のスイッチング周波
数はほぼ下限にまで低下することとなる。このため、一
次側のスイッチング素子Q1にも過大なレベルのコレク
タ電流が流れ、また、一次側並列共振電圧V1としても
過大なレベルの電圧が発生し、この結果スイッチング素
子Q1にかかる負担が増大するのである。
In addition to the start-up, the switching element Q may also be activated by short-circuiting the load side, for example.
The burden on 1 will increase. That is, when the load is short-circuited, the level of the current flowing through the secondary side DC output voltage line is higher than in the normal state, and an excessive current flows through this line. Further, depending on the operation of the control circuit 1 at this time, the switching frequency of the switching element Q1 is lowered to almost the lower limit. Therefore, an excessive level of collector current also flows through the switching element Q1 on the primary side, and an excessive level of voltage is generated as the primary side parallel resonance voltage V1. As a result, the load on the switching element Q1 increases. Of.

【0017】そこで図7に示した構成の回路の実際とし
ては、このような起動時、及び負荷短絡時などの異常時
において、スイッチング素子Q1に過大なコレクタ電流
が発生するなどした場合に、これを制限するための過電
流制限回路を設けることがある。図8は、図7に示した
回路構成を基本として過電流制限回路を設けた電源回路
の構成例が示されている。なお、この図において図7と
同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
Therefore, as a practical matter of the circuit having the configuration shown in FIG. 7, when an excessive collector current is generated in the switching element Q1 at the time of such an abnormality at the time of start-up and load short-circuit, An overcurrent limiting circuit may be provided to limit the current. FIG. 8 shows a configuration example of a power supply circuit provided with an overcurrent limiting circuit based on the circuit configuration shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0018】図8に示される過電流制限回路10は、ス
イッチング素子Q1のエミッタに流れる電流を、電流検
出抵抗REと分圧抵抗R11,R12から成る回路によって
検出するようにしている。そして、過大とされるレベル
のエミッタ電流を検出してトランジスタQ10を導通させ
ることで、スイッチング素子Q1のベース電流を、ダイ
オードD2からトランジスタQ10のコレクタ−エミッタ
を介して流すようにされる。これによって、スイッチン
グ素子Q1の順方向のベース電流が抑制されることにな
り、スイッチング素子Q1のコレクタに流れる過大なコ
レクタ電流を制限することが可能になる。
The overcurrent limiting circuit 10 shown in FIG. 8 detects the current flowing through the emitter of the switching element Q1 by a circuit composed of a current detecting resistor RE and voltage dividing resistors R11 and R12. Then, by detecting an excessively high level emitter current and turning on the transistor Q10, the base current of the switching element Q1 is caused to flow from the diode D2 through the collector-emitter of the transistor Q10. As a result, the forward base current of the switching element Q1 is suppressed, and it becomes possible to limit the excessive collector current flowing in the collector of the switching element Q1.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】ところで、これら図
7、図8に示した電源回路は直交型制御トランスPRT
を備えるものであるが、この直交型制御トランスPRT
においては、制御巻線に流す制御電流量を少なくするた
めに、上述したギャップGを、例えば10μm程度とい
う僅小なものとしなければならない。このため製造時に
おいてはそのギャップ厚の精度誤差が生じざるを得なく
なるが、これは、直交型制御トランスPRTに巻装され
る駆動巻線NBのインダクタンス値についてばらつきを
生じさせる。またフェライトコアの透磁率、磁脚の接合
時のずれ等のばらつきも、駆動巻線NBのインダクタン
ス値についてばらつきを生じさせる。これらのことから
インダクタンスLBの許容値は、インダクタンス値が、
例えば±10%変動するものとしなければならない。こ
のためスイッチング素子Q1の増幅率hFEや蓄積時間t
stgのばらつきが生ずるが、このばらつきに対して複合
共振形コンバータの定電圧保証範囲を、例えば商用交流
電源が100V系である場合に交流入力電圧VAC=10
0V±10%とするためには、直交型制御トランスPR
Tのインダクタンス可変範囲は十分なマージンをもって
設計しなければならない。つまり実用化の場合のマージ
ン設計が困難なものとなる。
By the way, the power supply circuits shown in FIGS. 7 and 8 are orthogonal control transformers PRT.
This orthogonal control transformer PRT is equipped with
In order to reduce the amount of control current flowing through the control winding, the gap G must be made as small as about 10 μm. For this reason, an accuracy error of the gap thickness inevitably occurs at the time of manufacture, but this causes variations in the inductance value of the drive winding NB wound around the orthogonal control transformer PRT. Further, variations in the magnetic permeability of the ferrite core, deviations when the magnetic legs are joined, and the like also cause variations in the inductance value of the drive winding NB. Therefore, the allowable value of the inductance LB is
For example, it must fluctuate ± 10%. Therefore, the amplification factor hFE of the switching element Q1 and the accumulation time t
Although the stg varies, the constant voltage guarantee range of the composite resonance type converter against this variation is, for example, the AC input voltage VAC = 10 when the commercial AC power supply is a 100V system.
To achieve 0V ± 10%, the orthogonal control transformer PR
The variable inductance range of T must be designed with a sufficient margin. In other words, it becomes difficult to design the margin for practical use.

【0020】また直交型制御トランスPRTの巻線仕様
は上記のとおりであり、さらに制御巻線NCと、検出巻
線NA及び駆動巻線NBとを互いに直交する方向に巻回す
ることは、製造上、巻線工程が非常に複雑となる。即ち
直交型制御トランスPRTは製造の難易度が高く、コス
トダウンも困難である。
The winding specifications of the orthogonal control transformer PRT are as described above, and it is not necessary to wind the control winding NC, the detection winding NA and the drive winding NB in directions orthogonal to each other. Moreover, the winding process becomes very complicated. That is, the orthogonal control transformer PRT is difficult to manufacture, and cost reduction is also difficult.

【0021】また直交型制御トランスPRTの制御巻線
NCに流れる直流制御電流は、絶縁コンバータトランス
PITの2次側の直流出力電圧EO2ライン(15Vライ
ン)から供給され、その供給電力は、例えば0.9W〜
0.15Wの範囲で変動するが、この供給電力は無効電
力であり、軽負荷時の電力損失が増加する。
The DC control current flowing through the control winding NC of the orthogonal control transformer PRT is supplied from the DC output voltage EO2 line (15V line) on the secondary side of the insulating converter transformer PIT, and its supply power is 0, for example. .9W ~
Although it fluctuates within the range of 0.15 W, this supplied power is reactive power, and the power loss at light load increases.

【0022】また、図9の波形図は、上記図8に示した
回路の動作として、負荷変動に応じた電圧共振パルスV
1と、スイッチング素子Q1のコレクタ電流IQ1を示して
いる。例えば、中間負荷時とされ、交流入力電圧VAC=
120V程度とされる定常動作時においては、図9
(a)(b)に示すようにして、電圧共振パルスV1は
700Vp程度とされ、スイッチング素子Q1のコレク
タ電流IQ1は4.5A程度となっている。これに対し
て、最大負荷電力(Pomax=150W)とされ、交流入力
電圧VAC=120V程度にまで上昇したとされる条件で
は、図9(c)(d)に示すように、電圧共振パルスV
1は900Vp程度にまで上昇し、スイッチング素子Q1
のコレクタ電流IQ1は6.5A程度にまで上昇してしま
う。つまり、最大負荷電力時の電圧共振パルスV1とコ
レクタ電流IQ1は、定常時よりも20〜30パーセント
程度も増加している。このような動作は、図8に示した
回路が過電流制限回路10を備えているために、交流入
力電圧VACが上昇したときに対応したマージンと、過電
流制限回路10を構成する部品のばらつきによる定常動
作時の誤動作マージンを考慮して回路設計を行った結果
によるものとされる。そして、スイッチング素子Q1と
しては、最大負荷電力時に対応して、例えば1200V
という高耐圧品を選定しなければならない。スイッチン
グ素子が高耐圧になるほど、大型で高価になってしま
う。また、スイッチング特性も劣ってくる。
In addition, the waveform diagram of FIG. 9 shows that the operation of the circuit shown in FIG.
1 and the collector current IQ1 of the switching element Q1 are shown. For example, when the load is intermediate, the AC input voltage VAC =
At the time of steady operation of about 120 V,
As shown in (a) and (b), the voltage resonance pulse V1 is about 700 Vp, and the collector current IQ1 of the switching element Q1 is about 4.5 A. On the other hand, under the condition that the maximum load power (Pomax = 150 W) is set and the AC input voltage VAC is increased to about 120 V, as shown in FIGS. 9C and 9D, the voltage resonance pulse V
1 rises to about 900 Vp and switching element Q1
Collector current IQ1 rises to about 6.5A. That is, the voltage resonance pulse V1 and the collector current IQ1 at the maximum load power are increased by about 20 to 30% as compared with the steady state. Since such an operation includes the overcurrent limiting circuit 10 in the circuit shown in FIG. 8, the margin corresponding to the rise in the AC input voltage VAC and the variation in the components forming the overcurrent limiting circuit 10 are caused. This is due to the result of the circuit design considering the malfunction margin at the time of steady operation. The switching element Q1 is, for example, 1200 V, corresponding to the maximum load power.
It is necessary to select a high withstand voltage product. The higher the breakdown voltage of the switching element, the larger and more expensive it becomes. Also, the switching characteristics are inferior.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】このため、本発明では以
上のような問題点に鑑み、スイッチング電源回路として
以下のように構成することとした。すなわち、直流入力
電圧を入力してスイッチングを行うスイッチング素子を
備えて成るスイッチング手段と、一次巻線と二次巻線と
を備え、上記一次巻線に得られる上記スイッチング手段
の出力を上記二次巻線に対して伝送する絶縁コンバータ
トランスと、上記絶縁コンバータトランスの一次巻線と
一次側並列共振コンデンサとにより形成され、上記スイ
ッチング手段の動作を電圧共振形とするように設けられ
る一次側並列共振回路と、上記絶縁コンバータトランス
の二次巻線に対して、二次側共振コンデンサを接続する
ことで形成される二次側共振回路と、上記二次側共振回
路に得られる交番電圧を入力して整流動作を行うことで
直流出力電圧を得るように構成される直流出力電圧生成
手段とを備える。また、少なくとも検出巻線と、駆動巻
線とが巻装され、上記検出巻線が上記絶縁コンバータト
ランスの一次巻線に直列に接続されることにより上記ス
イッチング手段の出力を上記駆動巻線に伝達するドライ
ブトランスと、上記駆動巻線と共振用コンデンサにより
形成される直列共振回路を有して、この直列共振回路の
出力に基づいて上記スイッチング素子をスイッチング駆
動するスイッチング駆動手段とを備え、さらに導通制御
素子と、上記導通制御素子としてのトランジスタ素子の
制御入力端子電位の波形が略鋸歯状となるようにして設
けられる時定数回路と、上記直流出力電圧のレベルに応
じて上記制御入力端子電位の立ち上がり期間を可変して
上記導通制御素子における電流導通量を可変制御するこ
とによって、上記スイッチング素子の駆動信号のレベル
を可変し、この可変された上記駆動信号のレベルに応じ
てスイッチング素子のスイッチング周波数が可変制御さ
れるようにすることで、上記直流出力電圧についての定
電圧制御を行うようにされる定電圧制御手段とを備える
ようにする。そして、さらに、当該電源回路内に生じた
過大とされるレベルの電流を検出することで、上記スイ
ッチング素子のスイッチング周波数が所定範囲内に維持
されるように動作し、上記スイッチング素子に発生する
過大な電流、及び電圧が抑制されるように制御する保護
手段を備えるようにした。
Therefore, in view of the above problems, the present invention is configured as a switching power supply circuit as follows. That is, a switching means including a switching element for inputting a DC input voltage to perform switching, a primary winding and a secondary winding, and the output of the switching means obtained in the primary winding is used as the secondary output. A primary side parallel resonance formed by an insulating converter transformer transmitting to the winding, a primary winding of the insulating converter transformer and a primary side parallel resonance capacitor, and provided so as to make the operation of the switching means a voltage resonance type. Input the circuit and the secondary side resonance circuit formed by connecting the secondary side resonance capacitor to the secondary winding of the isolation converter transformer, and the alternating voltage obtained in the secondary side resonance circuit. And a DC output voltage generating means configured to obtain a DC output voltage by performing a rectifying operation. Further, at least the detection winding and the drive winding are wound, and the detection winding is connected in series to the primary winding of the insulating converter transformer so that the output of the switching means is transmitted to the drive winding. Drive transformer, a series resonance circuit formed by the drive winding and a resonance capacitor, and switching drive means for switching the switching element based on the output of the series resonance circuit. A control element, a time constant circuit provided so that the waveform of the control input terminal potential of the transistor element as the conduction control element is substantially sawtooth, and the control input terminal potential of the control input terminal potential in accordance with the level of the DC output voltage. By varying the rising period to variably control the amount of current conduction in the conduction control element, the switching element By varying the level of the drive signal and variably controlling the switching frequency of the switching element according to the varied level of the drive signal, constant voltage control of the DC output voltage is performed. And constant voltage control means. Further, by detecting an excessive level of current generated in the power supply circuit, the switching element operates so that the switching frequency is maintained within a predetermined range, and the excessive level generated in the switching element is detected. A protective means is provided to control such that a large current and voltage are suppressed.

【0024】上記構成による電源回路は、ドライブトラ
ンスを備えることでスイッチング素子を自励式によって
駆動する複合共振形コンバータとしての基本構成を採
る。そして、定電圧制御のために、スイッチング素子に
接続された導通制御素子を備えるようにしている。そし
て、この導通制御素子を、その制御入力端子電位(ベー
ス−エミッタ間電圧)の波形が略鋸歯状波となるように
させれば、この鋸歯状波が立ち上がりを開始してピーク
となるまでの立ち上がり期間を可変することで、導通制
御素子における電流導通量を可変するようにされる。そ
して、これによってスイッチング素子のベース電流を導
通制御素子における電流導通量によって制御させ、スイ
ッチング素子のスイッチング周波数を可変制御するよう
にしている。このような定電圧制御の構成であれば、例
えば自励式の場合にスイッチング周波数可変制御のため
に用いられていた直交型制御トランスを省略することが
可能となる。
The power supply circuit having the above-mentioned structure has a basic structure as a composite resonance type converter which is provided with a drive transformer and drives the switching element by self-excitation. Further, for constant voltage control, a conduction control element connected to the switching element is provided. When the conduction control element is caused to have a waveform of the control input terminal potential (base-emitter voltage) of a substantially sawtooth wave, the sawtooth wave starts rising and reaches a peak. By varying the rising period, the current conduction amount in the conduction control element can be varied. Thus, the base current of the switching element is controlled by the amount of current conduction in the conduction control element, and the switching frequency of the switching element is variably controlled. With such a configuration of constant voltage control, it becomes possible to omit the orthogonal control transformer used for variable switching frequency control in the case of the self-excited type, for example.

【0025】また、保護手段を設けることによっては、
二次側の負荷が短絡する等の異常時において、スイッチ
ング素子にかかる過大な共振電圧、及びスイッチング素
子に流れる過大なスイッチング出力電流(コレクタ電
流)を抑制することが可能となる。この結果、負荷短絡
時などにおいてスイッチング素子にかかる負担を軽減す
ることが可能となり、負荷短絡時などの異常時に対する
回路の信頼性が確保できる。
Further, depending on the protection means,
It becomes possible to suppress an excessive resonance voltage applied to the switching element and an excessive switching output current (collector current) flowing through the switching element in the event of an abnormality such as a short-circuit on the secondary side load. As a result, it is possible to reduce the load on the switching element when the load is short-circuited, and it is possible to ensure the reliability of the circuit against an abnormality such as when the load is short-circuited.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】<第1の実施の形態>図1は、本
発明の第1の実施の形態としての電源回路の構成を示し
ている。この図1に示す電源回路は、一次側に電圧共振
形コンバータを備えると共に二次側には並列共振回路を
備えた複合共振形スイッチングコンバータとしての構成
を採る。この図に示す電源回路においては、先ず、商用
交流電源(交流入力電圧VAC)を入力して直流入力電圧
を得るための整流平滑回路として、ブリッジ整流回路D
i及び平滑コンデンサCiからなる全波整流回路が備え
られ、交流入力電圧VACの1倍のレベルに対応する整流
平滑電圧Eiを生成するようにされる。また、商用交流
電源ACのラインには、電源のオン/オフを行うスイッ
チSWが挿入されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION <First Embodiment> FIG. 1 shows the configuration of a power supply circuit according to a first embodiment of the present invention. The power supply circuit shown in FIG. 1 has a configuration as a composite resonance type switching converter having a voltage resonance type converter on the primary side and a parallel resonance circuit on the secondary side. In the power supply circuit shown in this figure, first, a bridge rectification circuit D is used as a rectification smoothing circuit for inputting a commercial AC power supply (AC input voltage VAC) to obtain a DC input voltage.
A full-wave rectifier circuit including i and a smoothing capacitor Ci is provided to generate a rectified and smoothed voltage Ei corresponding to a level of the AC input voltage VAC. Further, a switch SW for turning on / off the power source is inserted in the line of the commercial AC power source AC.

【0027】上記整流平滑電圧Ei(直流入力電圧)を
入力して断続するスイッチングコンバータとしては、1
石のスイッチング素子Q1を備えて、いわゆるシングル
エンド方式によるスイッチング動作を行う電圧共振形コ
ンバータが備えられる。ここでの電圧共振形コンバータ
は自励式の構成を採っており、スイッチング素子Q1と
しては、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)が使用される。
As a switching converter which receives the rectified and smoothed voltage Ei (DC input voltage) and is intermittent,
A voltage resonance type converter including a stone switching element Q1 and performing a switching operation by a so-called single-ended system is provided. The voltage resonance type converter here has a self-excited configuration, and a high breakdown voltage bipolar transistor (BJT; junction type transistor) is used as the switching element Q1.

【0028】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の一次巻線N1及びドライブ
トランスCDTの検出巻線NAを介して平滑コンデンサ
Ciの正極と接続される。また、エミッタは抵抗REを
介して一次側アースに接続される。この抵抗REは、例
えばスイッチング素子Q1のベース−エミッタ間電圧VB
E1が1.4V以上となる抵抗値のものが選定され、これ
によりスイッチング素子Q1のベース・エミッタ間電圧
VBE1は、例えば従来は0.7Vであったものが1.4
Vにまで引き上げられ、安定化のための制御範囲も拡大
されることになる。
The collector of the switching element Q1 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor Ci via the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT and the detection winding NA of the drive transformer CDT. Further, the emitter is connected to the primary side ground via the resistor RE. This resistor RE is, for example, the base-emitter voltage VB of the switching element Q1.
A resistor having a resistance value such that E1 is 1.4 V or more is selected. As a result, the base-emitter voltage VBE1 of the switching element Q1 is 1.4 V, which was 0.7 V in the past.
It will be raised to V and the control range for stabilization will be expanded.

【0029】また、図示するように、この抵抗REとス
イッチング素子Q1のエミッタの接続点からのライン
は、後述する過負荷保護回路2に入力されており、抵抗
REは、例えば負荷側が短絡する等の異常時において、
スイッチング素子Q1に生じた過大な電流を検出するよ
うにされている。
Further, as shown in the figure, the line from the connection point of the resistor RE and the emitter of the switching element Q1 is inputted to the overload protection circuit 2 described later, and the resistor RE is short-circuited on the load side, for example. In the event of
The excessive current generated in the switching element Q1 is detected.

【0030】また、スイッチング素子Q1のコレクタ−
エミッタ間に対しては、並列共振コンデンサCrが並列
に接続される。この並列共振コンデンサCrのキャパシ
タンスと、絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N
1に得られるリーケージインダクタンスとによって一次
側並列共振回路を形成する。そして、スイッチング素子
Q1のスイッチング動作に応じて、この並列共振回路に
よる共振動作が得られることで、スイッチング素子Q1
のスイッチング動作としては電圧共振形となる。
Further, the collector of the switching element Q1
A parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the emitters. The capacitance of the parallel resonance capacitor Cr and the primary winding N of the insulating converter transformer PIT
The leakage inductance obtained in 1 forms a primary side parallel resonant circuit. Then, according to the switching operation of the switching element Q1, the resonance operation by the parallel resonant circuit is obtained, so that the switching element Q1
The switching operation of is a voltage resonance type.

【0031】また、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が接続される。こ
こでは、クランプダイオードDDのアノードがエミッタ
(一次側アース)と接続され、カソードがベースに対し
て接続される。この第1の実施の形態の場合、クランプ
ダイオードDDは低速リカバリ型ダイオードが選定され
る。
A clamp diode DD is connected between the base and emitter of the switching element Q1. Here, the anode of the clamp diode DD is connected to the emitter (primary side ground), and the cathode is connected to the base. In the case of the first embodiment, a slow recovery type diode is selected as the clamp diode DD.

【0032】ドライブトランスCDTは、スイッチング
素子Q1を自励式により駆動するために設けられる。こ
の場合、ドライブトランスCDTの一次側は検出巻線N
Aとされ、この検出巻線NAは絶縁コンバータトランスP
ITの一次巻線N1に直列に接続されていることで、絶
縁コンバータトランスPITの一次巻線N1に伝達され
たスイッチング素子Q1のスイッチング出力を検出する
ようになっている。そして、この検出巻線NAに得られ
る交番電圧が誘起される二次側に対して、駆動巻線NB
が巻装される。この駆動巻線NBは、スイッチング素子
Q1をスイッチング駆動する自励発振駆動回路を形成す
る。
The drive transformer CDT is provided to drive the switching element Q1 by self-excitation. In this case, the primary side of the drive transformer CDT is the detection winding N
A, the detection winding NA is an insulating converter transformer P
By being connected in series to the primary winding N1 of IT, the switching output of the switching element Q1 transmitted to the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT is detected. The drive winding NB is connected to the secondary side where the alternating voltage obtained in the detection winding NA is induced.
Is wound. The drive winding NB forms a self-excited oscillation drive circuit for switching-driving the switching element Q1.

【0033】上記各巻線(NA,NB)が巻装されるドラ
イブトランスCDTとしては、例えば図4に示すような
H字型フェライト磁心によるものか、或いは図5のEI
型フェライト磁心によるものを採用できる。図4の場合
は、H字型のフェライト磁心100に対して、検出巻線
NA、駆動巻線NBを巻装することで形成される。
The drive transformer CDT around which the above windings (NA, NB) are wound is, for example, an H-shaped ferrite magnetic core as shown in FIG. 4 or EI in FIG.
A type ferrite core can be used. In the case of FIG. 4, it is formed by winding the detection winding NA and the drive winding NB on the H-shaped ferrite magnetic core 100.

【0034】図5の場合は、I型コア102とE型コア
103を図のように組み合わせてEI型コアを形成す
る。そしてE型コア103の中央磁脚に分割ボビン10
3を配し、この分割ボビン103に例えば図示するよう
にして、検出巻線NA、駆動巻線NBをそれぞれ巻装する
ことで形成される。
In the case of FIG. 5, the I type core 102 and the E type core 103 are combined as shown to form an EI type core. Then, the split bobbin 10 is attached to the central magnetic leg of the E-shaped core 103
3 is arranged and the detection winding NA and the drive winding NB are respectively wound on the split bobbin 103 as shown in the drawing.

【0035】この図4、図5に示されるような構造のド
ライブトランスCDTは、例えば図8で説明した直交型
制御トランスPRTに比較した場合には、相当に小型軽
量なものとなる。また、このような構成とされること
で、ドライブトランスCDTは過飽和リアクトルとして
の特性を有することになるので、ドライブトランスCD
Tに巻装される検出巻線NAと駆動巻線NBのインダクタ
ンス特性としては、各巻線に流れる電流が「0」レベル
の時に素子としてのインダクタンス値を有し、この電流
の絶対値レベルが大きくなっていくのにしたがってその
インダクタンスが比例的に減少していくものとなる。
The drive transformer CDT having the structure shown in FIGS. 4 and 5 is considerably small and lightweight when compared with the orthogonal control transformer PRT described with reference to FIG. 8, for example. Further, with such a configuration, the drive transformer CDT has characteristics as a supersaturation reactor, so that the drive transformer CDT
The inductance characteristics of the detection winding NA and the drive winding NB wound around T have an inductance value as an element when the current flowing through each winding is at "0" level, and the absolute value level of this current is large. As it becomes, the inductance will decrease proportionally.

【0036】ドライブトランスCDTの検出巻線NAは
絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N1と直列接
続されているため、自励発振駆動回路におけるドライブ
トランスCDTの駆動巻線NBは、一次巻線N1に伝達さ
れたスイッチング出力電圧により交番電圧が励起され
る。そして、上記した自励発振駆動回路としては、コン
デンサCBと駆動巻線NBのインダクタンスとによって、
直列共振回路を形成する。
Since the detection winding NA of the drive transformer CDT is connected in series with the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT, the drive winding NB of the drive transformer CDT in the self-excited oscillation drive circuit is connected to the primary winding N1. An alternating voltage is excited by the transmitted switching output voltage. In the self-excited oscillation drive circuit described above, the capacitor CB and the inductance of the drive winding NB
Form a series resonant circuit.

【0037】上記自励発振駆動回路の駆動巻線NBに
は、上記もしたように、検出巻線NAにより励起される
ことで、ドライブ電圧としての交番電圧が発生する。こ
のドライブ電圧によって直列共振回路(NB−CB)が自
励的に発振動作を行うことで共振出力が得られることに
なる。そして、この共振出力により、スイッチング素子
Q1のベースにはスイッチング駆動信号としてのベース
電流IBが流れるようにされる。これにより、スイッチ
ング素子Q1は、直列共振回路の共振周波数により決定
されるスイッチング周波数でスイッチング動作を行うこ
とになる。そして、そのコレクタに得られるスイッチン
グ出力を絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N1
に伝達する。
As described above, the drive winding NB of the self-excited oscillation drive circuit is excited by the detection winding NA to generate an alternating voltage as a drive voltage. The drive voltage causes the series resonance circuit (NB-CB) to oscillate in a self-excited manner to obtain a resonance output. The resonance output causes the base current IB as a switching drive signal to flow through the base of the switching element Q1. As a result, the switching element Q1 performs the switching operation at the switching frequency determined by the resonance frequency of the series resonance circuit. The switching output obtained at the collector is used as the primary winding N1 of the insulation converter transformer PIT.
Communicate to.

【0038】また起動抵抗RSは、整流平滑電圧Eiの
ラインとスイッチング素子のベースとの間に対して挿入
されている。例えば電源起動時においては、整流平滑電
圧Eiから起動抵抗RSを介してベース電流がスイッチ
ング素子Q1のベースに流れることで、スイッチング動
作を開始させるようになっている。
Further, the starting resistor RS is inserted between the line of the rectified and smoothed voltage Ei and the base of the switching element. For example, when the power supply is activated, a base current flows from the rectified and smoothed voltage Ei through the activation resistor RS to the base of the switching element Q1 to start the switching operation.

【0039】また、この図に示す回路には、小信号用の
NPN型のバイポーラトランジスタによる導通制御素子
Q2が配される。この導通制御素子Q2のコレクタは、ス
イッチング素子Q1のベースに接続される。また導通制
御素子Q2のエミッタは一次側アースに接地されてい
る。従って導通制御素子Q2のコレクタ−エミッタ間
は、例えばショットキーダイオードとされるクランプダ
イオードDDに対して並列に接続されているものとな
る。
Further, the circuit shown in this figure is provided with a conduction control element Q2 which is an NPN type bipolar transistor for small signals. The collector of the conduction control element Q2 is connected to the base of the switching element Q1. The emitter of the conduction control element Q2 is grounded to the primary side ground. Therefore, the collector-emitter of the conduction control element Q2 is connected in parallel to the clamp diode DD which is a Schottky diode, for example.

【0040】ここで、絶縁コンバータトランスPITの
一次側には三次巻線N3が巻装されており、この三次巻
線N3に対して、図示するようにして、ダイオードD1と
コンデンサCO3から成る半波整流回路を接続すること
で、低圧の直流電圧を得るようにしている。そして、こ
の低圧直流電圧は、フォトカプラPCのフォトトランジ
スタ、抵抗R1を介して、導通制御素子Q2のベース(制
御入力端子)に接続されるようになっている。また、導
通制御素子Q2のベース−エミッタ間には抵抗R2が挿入
される。この抵抗R2の両端には、ベース−エミッタ間
電圧VBE2(制御入力端子電位)が得られる。導通制御
素子Q2のベース側の回路が上記のようにして形成され
ていることで、この導通制御素子Q2は、フォトカプラ
PCのフォトトランジスタにおいて変化する電流導通量
に応じて、コレクタ電流IQ2としての導通量を可変する
ようにして制御することとなる。なお、フォトカプラP
Cのフォトトランジスタの電流導通量を制御するのは、
二次側に設けられる制御回路1の動作となるのであるが
これについては後述する。
A tertiary winding N3 is wound around the primary side of the insulating converter transformer PIT, and a half wave composed of a diode D1 and a capacitor CO3 is provided to the tertiary winding N3 as shown in the figure. By connecting a rectifier circuit, a low voltage DC voltage is obtained. The low-voltage DC voltage is connected to the base (control input terminal) of the conduction control element Q2 via the phototransistor of the photocoupler PC and the resistor R1. A resistor R2 is inserted between the base and emitter of the conduction control element Q2. A base-emitter voltage VBE2 (control input terminal potential) is obtained across the resistor R2. Since the circuit on the base side of the conduction control element Q2 is formed as described above, the conduction control element Q2 functions as the collector current IQ2 in accordance with the amount of current conduction that changes in the phototransistor of the photocoupler PC. The conduction amount is controlled so as to be variable. In addition, photo coupler P
The current conduction amount of the C phototransistor is controlled by
This is the operation of the control circuit 1 provided on the secondary side, which will be described later.

【0041】さらに本実施の形態においては、導通制御
素子Q2のベース−エミッタ間に対して小容量のフィル
ムコンデンサC3を挿入している。つまり、コンデンサ
C3は、ベース−エミッタ間電圧VBE2が生じる抵抗R2
に対して並列に接続されることで、時定数回路を形成し
ているものとみることができる。このコンデンサC3に
対しては、フォトカプラPCのフォトトランジスタ及び
抵抗R1を介して導通制御素子Q2のベースに流れようと
する電流が充放電されるのであるが、これによっては、
後述するようにして、スイッチング素子Q1がオンとな
る期間内にほぼ対応して、ベース−エミッタ間電圧VBE
2のレベルを比例的に上昇させていく動作が得られる。
つまり、スイッチング素子Q1がオンとなる期間におけ
るベース−エミッタ間電圧VBE2が略鋸歯状波となるよ
うにしている。
Further, in this embodiment, a small-capacity film capacitor C3 is inserted between the base and the emitter of the conduction control element Q2. That is, the capacitor C3 is a resistor R2 that generates the base-emitter voltage VBE2.
It can be considered that a time constant circuit is formed by being connected in parallel with respect to. The capacitor C3 is charged and discharged with a current which tends to flow to the base of the conduction control element Q2 via the phototransistor of the photocoupler PC and the resistor R1.
As will be described later, the base-emitter voltage VBE is almost corresponding to the period during which the switching element Q1 is turned on.
The action of increasing the level of 2 proportionally is obtained.
In other words, the base-emitter voltage VBE2 during the period when the switching element Q1 is turned on has a substantially sawtooth wave.

【0042】絶縁コンバータトランスPITは、スイッ
チング素子Q1のスイッチング出力を二次側に伝送す
る。この絶縁コンバータトランスPITは、例えばフェ
ライト材による2組のE型コア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、分割ボビンを利用して一次巻
線N1と、二次巻線N2をそれぞれ分割した状態で巻装し
ている。そして、中央磁脚に対してはギャップを形成す
るようにしている。これによって、所要の結合係数によ
る疎結合の状態が得られるようにしている。ギャップ
は、2組のE型コアの各中央磁脚を、2本の外磁脚より
も短くすることで形成することが出来る。また、結合係
数kとしては、例えばk≒0.85という疎結合の状態
を得るようにしており、その分、飽和状態が得られにく
いようにしている。
The insulating converter transformer PIT transmits the switching output of the switching element Q1 to the secondary side. This insulating converter transformer PIT is provided with an EE type core in which, for example, two sets of E type cores made of ferrite material are combined so that their magnetic legs face each other. Is used to wind the primary winding N1 and the secondary winding N2 separately. A gap is formed with respect to the central magnetic leg. As a result, a loosely coupled state with a required coupling coefficient is obtained. The gap can be formed by making the center magnetic legs of the two sets of E-shaped cores shorter than the two outer magnetic legs. Further, as the coupling coefficient k, for example, a loose coupling state of k≈0.85 is obtained, and accordingly, it is difficult to obtain a saturated state.

【0043】絶縁コンバータトランスPITの二次側で
は、一次巻線N1により誘起された交番電圧が二次巻線
N2に発生する。そして、この図1に示す回路において
は、二次巻線N2に対して二次側並列共振コンデンサC2
が並列に接続される。従って、この場合には、二次巻線
N2のリーケージインダクタンスL2と二次側並列共振コ
ンデンサC2のキャパシタンスとによって並列共振回路
が形成される。この並列共振回路により、二次巻線N2
に誘起される交番電圧、及び検出巻線NAに得られる交
番電圧は共振電圧となる。つまり二次側において電圧共
振動作が得られる。
On the secondary side of the insulating converter transformer PIT, an alternating voltage induced by the primary winding N1 is generated in the secondary winding N2. In the circuit shown in FIG. 1, the secondary side parallel resonance capacitor C2 is connected to the secondary winding N2.
Are connected in parallel. Therefore, in this case, the parallel resonant circuit is formed by the leakage inductance L2 of the secondary winding N2 and the capacitance of the secondary side parallel resonant capacitor C2. With this parallel resonant circuit, the secondary winding N2
The alternating voltage induced in the coil and the alternating voltage obtained in the detection winding NA become a resonance voltage. That is, the voltage resonance operation is obtained on the secondary side.

【0044】つまり、この電源回路は、一次側にはスイ
ッチング動作を電圧共振形とするための並列共振回路を
備え、二次側には電圧共振動作を得るための並列共振回
路を備えた「複合共振形スイッチングコンバータ」とさ
れるものである。
That is, this power supply circuit is provided with a parallel resonance circuit for providing a voltage resonance type switching operation on the primary side and a parallel resonance circuit for obtaining a voltage resonance operation on the secondary side. It is a "resonant switching converter".

【0045】上記のようにして形成される電源回路の二
次側に対しては、二次巻線N2に接続される二次側整流
ダイオードDO1と平滑コンデンサCO1とからなる半波整
流回路が備えられ、これにより、二次巻線N2に誘起さ
れる交番電圧のほぼ等倍レベルに対応する二次側直流出
力電圧EO1を得るようにしている。また、ここでは、二
次巻線N2に対してタップ出力を設けて、このタップ出
力と二次側アース間に対して、図示するように、二次側
整流ダイオードDO2と平滑コンデンサCO2から成る半波
整流回路を接続することで、低圧の二次側直流出力電圧
EO2を得るようにしている。
For the secondary side of the power supply circuit formed as described above, there is provided a half-wave rectifying circuit consisting of a secondary side rectifying diode DO1 connected to the secondary winding N2 and a smoothing capacitor CO1. As a result, the secondary side DC output voltage EO1 corresponding to the almost equal level of the alternating voltage induced in the secondary winding N2 is obtained. Further, here, a tap output is provided for the secondary winding N2, and as shown in the drawing, between the tap output and the secondary side ground, there is provided a half side composed of a secondary side rectifying diode DO2 and a smoothing capacitor CO2. By connecting the wave rectification circuit, a low-voltage secondary side DC output voltage EO2 is obtained.

【0046】制御回路1は、直流出力電圧EO1を検出入
力とする誤差増幅器として機能する。即ち定電圧制御の
ために、直流出力電圧EO1に応じたレベルの電流をフォ
トカプラPCのフォトダイオードに流すように機能す
る。一次側に配されているフォトトランジスタには、二
次側に配されるフォトダイオードに流れる電流量に応じ
た電流が流れることになるが、これは導通制御素子Q2
のベース−エミッタ間電圧VBE2の変化として現れる。
このベース−エミッタ間電圧VBE2に応じたベース電流
が導通制御素子Q2のベースに流されることになるが、
これによっては、導通制御素子Q2のコレクタに流れる
コレクタ電流IQ2のレベルも二次側直流電圧EO2のレベ
ルに応じて可変されることになる。この動作によって
は、スイッチング素子Q1のスイッチング周波数を可変
し、これによって二次側直流出力電圧が一定となるよう
に安定化を図るようにされる。なお、本電源回路におけ
るこのような二次側直流出力電圧に対する定電圧制御動
作については後述する。
The control circuit 1 functions as an error amplifier which receives the DC output voltage EO1 as a detection input. That is, for the constant voltage control, it functions so that a current of a level corresponding to the DC output voltage EO1 flows through the photodiode of the photocoupler PC. A current corresponding to the amount of current flowing through the photodiode arranged on the secondary side flows through the phototransistor arranged on the primary side, which is caused by the conduction control element Q2.
It appears as a change in the base-emitter voltage VBE2.
A base current corresponding to the base-emitter voltage VBE2 is supplied to the base of the conduction control element Q2.
As a result, the level of the collector current IQ2 flowing through the collector of the conduction control element Q2 is also changed according to the level of the secondary side DC voltage EO2. Depending on this operation, the switching frequency of the switching element Q1 is changed, and thereby the secondary side DC output voltage is stabilized so as to be constant. The constant voltage control operation for the secondary side DC output voltage in the power supply circuit will be described later.

【0047】また、前述もしたように、導通制御素子Q
2のベース−エミッタ間に対してコンデンサC4が挿入さ
れることで、ベース−エミッタ間電圧VBE2は、スイッ
チング素子Q1がオンとなる期間にほぼ対応して鋸歯状
波となり、この結果、スイッチング素子Q1におけるス
イッチング損失を低減させる作用が得られる。
Further, as described above, the conduction control element Q
By inserting the capacitor C4 between the base 2 and the emitter 2, the base-emitter voltage VBE2 becomes a sawtooth wave substantially corresponding to the period when the switching element Q1 is turned on. As a result, the switching element Q1 The effect of reducing the switching loss is obtained.

【0048】本実施の形態の電源回路では、これまで説
明した構成に加え、さらに図示するように過負荷保護回
路2が備えられている。この過負荷保護回路2は、図1
の破線内に示すように、抵抗R3、R4、R5、トランジ
スタQ3,小信号用サイリスタQ4、コンデンサC4、ツ
ェナーダイオードD2を有して構成される。まず、この
過負荷保護回路2においては、抵抗R3が図示するよう
に平滑コンデンサCiの正極端子と直列に接続される。
そして、この抵抗R3にはツェナーダイオードD2のカソ
ードが接続され、ツェナーダイオードD2のアノードは
一次側アースに接地される。さらに、これら抵抗R3と
ツェナーダイオードD2との接続点には、PNP型のト
ランジスタQ3のエミッタが接続される。このような構
成により、整流平滑電圧Eiが抵抗R3を介して入力さ
れて、このようにして得られる電圧をツェナーダイオー
ドD2によって、例えば5V程度の直流電圧が安定して
得るようにされる。そして、この約5Vの直流電圧に応
じた電流がトランジスタQ3のエミッタに供給され、こ
れが過負荷保護回路2の動作用電源とされる。
The power supply circuit of this embodiment is provided with an overload protection circuit 2 as shown in addition to the configuration described above. This overload protection circuit 2 is shown in FIG.
As shown in the broken line, the resistor R3, R4, R5, the transistor Q3, the small signal thyristor Q4, the capacitor C4, and the Zener diode D2 are provided. First, in the overload protection circuit 2, the resistor R3 is connected in series with the positive terminal of the smoothing capacitor Ci as shown in the figure.
The cathode of the Zener diode D2 is connected to the resistor R3, and the anode of the Zener diode D2 is grounded to the primary side ground. Further, the emitter of a PNP transistor Q3 is connected to the connection point between the resistor R3 and the Zener diode D2. With such a configuration, the rectified and smoothed voltage Ei is input via the resistor R3, and the voltage thus obtained is stably obtained by the Zener diode D2 as a DC voltage of, for example, about 5V. Then, a current corresponding to this DC voltage of about 5 V is supplied to the emitter of the transistor Q3, and this is used as the operating power supply of the overload protection circuit 2.

【0049】また、トランジスタQ3のコレクタは、抵
抗を介して上述した導通制御素子Q2のベースに接続さ
れる。また、トランジスタQ3のベースは、抵抗を介し
て小信号用サイリスタQ4のアノードに接続される。こ
の小信号用サイリスタQ4のカソードは、一次側アース
に接地されている。そして、ゲートには抵抗R5が接続
され、この抵抗R5は、上述もしたようにスイッチング
素子Q1のエミッタと抵抗REとの接続点に接続され
る。なお、この図に示すように、小信号用サイリスタQ
4のゲート−一次側アース間に対してコンデンサC4と抵
抗R4から成る並列回路を介入させるようにすれば、抵
抗REによって検出された過大とされるレベルの電流が
まずこの並列回路に流入するようになり、その後この電
流レベルに応じた電圧が小信号用サイリスタQ4のゲー
トに印加されることとなるため、回路誤動作を防止する
ことが可能となる。
The collector of the transistor Q3 is connected to the base of the above-mentioned conduction control element Q2 via a resistor. The base of the transistor Q3 is connected to the anode of the small signal thyristor Q4 via a resistor. The cathode of the small signal thyristor Q4 is grounded to the primary side ground. A resistor R5 is connected to the gate, and the resistor R5 is connected to the connection point between the emitter of the switching element Q1 and the resistor RE as described above. As shown in this figure, small signal thyristor Q
If a parallel circuit composed of a capacitor C4 and a resistor R4 is interposed between the gate of 4 and the primary side ground, an excessive level of current detected by the resistor RE will first flow into this parallel circuit. Then, a voltage corresponding to this current level is applied to the gate of the small signal thyristor Q4 after that, so that circuit malfunction can be prevented.

【0050】このように構成される過負荷保護回路2に
よっては、負荷側が短絡するなどの異常時において、ス
イッチング素子Q1に過大な電流及び電圧が生じるのに
伴って、抵抗REに流れることとなる過大なレベルの電
流を検出するようにされることで、導通制御素子Q2の
ベース電流の電流量を増加させて、スイッチング素子Q
1のスイッチング周波数を高くするようにして制御する
動作が得られるのであるが、この動作については後述す
る。
According to the overload protection circuit 2 configured as described above, when an abnormal condition such as a short-circuit on the load side occurs, an excessive current and voltage are generated in the switching element Q1 and the current flows through the resistor RE. By detecting an excessive level of current, the amount of base current of the conduction control element Q2 is increased, and the switching element Q2 is increased.
Although the operation of controlling by increasing the switching frequency of 1 can be obtained, this operation will be described later.

【0051】以上が本実施の形態における電源回路の構
成についての説明であるが、このような構成によって
は、電源回路の要部において、図2に示すような動作が
得られることとなる。図2は、本例の電源回路における
要部の動作を示す波形図である。なお、この図に示す各
部の動作波形は、本回路の定常動作範囲内とされる定格
最大負荷時において得られるものである。
The above is the description of the structure of the power supply circuit in the present embodiment. With such a structure, the operation shown in FIG. 2 can be obtained in the main part of the power supply circuit. FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the main part of the power supply circuit of this example. The operation waveforms of each part shown in this figure are obtained at the rated maximum load within the steady operation range of this circuit.

【0052】まず、ドライブトランスCDTに巻装され
る駆動巻線NBには、前述したようにして励起作用によ
る交番電圧が発生する。そして、自励発振駆動回路(N
B−CB)は、この駆動巻線NBに発生した交番電圧を基
として自励発振動作を行う。つまり、時定数コンデンサ
CBと駆動巻線NBとにより形成される直列共振回路が共
振動作を行って、この共振出力をベース電流としてスイ
ッチング素子Q1のベースに流すようにされる。
First, in the drive winding NB wound around the drive transformer CDT, an alternating voltage due to the excitation action is generated as described above. Then, the self-excited oscillation drive circuit (N
B-CB) performs self-excited oscillation operation based on the alternating voltage generated in the drive winding NB. That is, the series resonance circuit formed by the time constant capacitor CB and the drive winding NB performs a resonance operation, and the resonance output is caused to flow as the base current to the base of the switching element Q1.

【0053】この直列共振回路(CB−NB)の共振動作
によっては、時定数コンデンサCBにスイッチング周期
に対応する正弦波状の共振電圧が発生し、これにより、
スイッチング素子Q1のベースに流れるベース電流IB
は、図2(c)に示すようになる。また、この共振電圧
により、図2(f)のようなクランプダイオードDD1に
流れるダンパー電流IDと、図2(g)のような導通制
御素子Q2のコレクタ電流IQ2とが分岐して流れるよう
にされる。
Depending on the resonance operation of this series resonance circuit (CB-NB), a sinusoidal resonance voltage corresponding to the switching period is generated in the time constant capacitor CB, which causes
Base current IB flowing through the base of switching element Q1
Becomes as shown in FIG. Further, this resonance voltage causes the damper current ID flowing in the clamp diode DD1 as shown in FIG. 2 (f) and the collector current IQ2 of the conduction control element Q2 as shown in FIG. 2 (g) to branch and flow. It

【0054】スイッチング素子Q1がオンとなる期間T
ONにおいては、まずクランプダイオードDDが導通し
て、図2(f)に示すようにしてダンパー電流IDが流
れる。この期間のダンパー電流IDは、スイッチング素
子Q1のベース→コレクタのPN接合を介して一次巻線
N1に流れていく。これに応じて、この期間におけるス
イッチング素子Q1のコレクタ電流IQ1としては、図2
(b)に示すように、負極性の方向に流れる波形が得ら
れる。また、ベース電流IBは、図2(c)に示すよう
にして、期間TONの開始時点で正極性に立ち上がり、そ
の直後に0レベルに下降していく。
Period T during which the switching element Q1 is turned on
When ON, the clamp diode DD first conducts, and the damper current ID flows as shown in FIG. 2 (f). The damper current ID in this period flows into the primary winding N1 via the base-collector PN junction of the switching element Q1. Accordingly, the collector current IQ1 of the switching element Q1 in this period is as shown in FIG.
As shown in (b), a waveform flowing in the negative direction is obtained. Further, as shown in FIG. 2 (c), the base current IB rises to the positive polarity at the start of the period TON and immediately falls to the 0 level immediately thereafter.

【0055】そしてこの後、クランプダイオードDDは
オフとなる。このとき、ベース電流IB(図2(c))
としては、正極性による順方向電流IB1が流れる。この
順方向電流IB1は、駆動巻線NB→時定数コンデンサCB
の経路で正極性の共振電流が流れることで得られる。そ
して、その後、この共振電流が負極性に反転すると、こ
れと共に、ベース電流IBもベース蓄積キャリア消滅時
間tstgにより負極性に反転する。これにより、この期
間においては、図2(c)に示すように逆方向電流IB2
が流れることになる。このようにして、ベース電流IB
が流れるのに応じて、スイッチング素子Q1は導通する
ことになり、図2(b)に示すようにして、スイッチン
グ素子Q1のコレクタには、正極性のコレクタ電流IQ1
が流れる。
After that, the clamp diode DD is turned off. At this time, the base current IB (Fig. 2 (c))
As a result, the forward current IB1 due to the positive polarity flows. This forward current IB1 is the drive winding NB → time constant capacitor CB
It is obtained by causing a positive resonance current to flow in the path of. Then, after that, when the resonance current reverses to the negative polarity, the base current IB also reverses to the negative polarity due to the base accumulated carrier disappearance time tstg. As a result, in this period, as shown in FIG. 2C, the reverse current IB2
Will flow. In this way, the base current IB
As the current flows, the switching element Q1 becomes conductive, and as shown in FIG. 2B, the collector of the switching element Q1 has a positive collector current IQ1.
Flows.

【0056】そして、ベース電流IB(図2(c))
は、逆方向電流IB2が流れるベース蓄積キャリア消滅時
間tstgが完了するとゼロレベルになり、これによっ
て、スイッチング素子Q1はオフとなる期間TOFFに移
行する。
Then, the base current IB (FIG. 2 (c))
Becomes zero level when the base accumulated carrier extinction time tstg in which the reverse current IB2 flows is completed, whereby the switching element Q1 shifts to a period TOFF in which it is turned off.

【0057】上記のようにしてスイッチング素子Q1が
スイッチング動作を行うことで、一次側並列共振コンデ
ンサCrの両端に得られる共振電圧V1は、図2(a)
に示すようにして、スイッチング素子Q1がオンとなる
期間TONでは0レベルで、オフとなる期間TOFFでは正
弦波状のパルスとなる波形が得られる。これは、一次側
スイッチングコンバータが電圧共振形の動作であること
を示している。
The resonance voltage V1 obtained across the primary side parallel resonance capacitor Cr by the switching operation of the switching element Q1 as described above is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a waveform having a 0 level during the period TON when the switching element Q1 is on and a sinusoidal pulse during the period TOFF when the switching element Q1 is off is obtained. This indicates that the primary side switching converter is a voltage resonance type operation.

【0058】また、導通制御素子Q2のコレクタはスイ
ッチング素子Q1のベースに接続されているため、導通
制御素子Q2のコレクタには図2(g)のようにコレク
タ電流IQ2が流れる。ここで、導通制御素子Q2のベー
ス−エミッタ間電圧VBE2は、図2(h)に示すように
して、期間TON開始時のクランプダイオードDDが導通
する期間において負極性となり、その後正極性となる。
そして、この場合には、ベース−エミッタ間電圧VBE2
は、負極性による或るレベルから正極性に反転するよう
にして徐々に増加していく鋸歯状波としての波形が得ら
れている。このようにして期間TONにおけるベース−エ
ミッタ間電圧VBE2が一定レベルを維持せず、図示する
ような鋸歯状波となるようにしていることで、図2
(g)のコレクタ電流IQ2として示すように、TON期間
の終端近辺でオン状態として正極性のコレクタ電流IQ2
を流すように動作させることが可能となる。
Since the collector of the conduction control element Q2 is connected to the base of the switching element Q1, a collector current IQ2 flows through the collector of the conduction control element Q2 as shown in FIG. 2 (g). Here, the base-emitter voltage VBE2 of the conduction control element Q2 has a negative polarity during the period in which the clamp diode DD is conductive at the start of the period TON and then has a positive polarity, as shown in FIG. 2 (h).
In this case, the base-emitter voltage VBE2
Shows a waveform as a sawtooth wave that gradually increases by reversing from a certain level due to the negative polarity to the positive polarity. In this way, the base-emitter voltage VBE2 in the period TON does not maintain a constant level but has a sawtooth wave as shown in FIG.
As indicated by the collector current IQ2 in (g), the collector current IQ2 having a positive polarity is turned on near the end of the TON period.
It is possible to operate so as to flow.

【0059】なお、ベース−エミッタ間電圧VBE2が鋸
歯状波となるのは、前述もしたように、導通制御素子Q
2のベース−エミッタ間に対してコンデンサC3を並列に
挿入していることによるものであり、TON期間内におい
て導通制御素子Q2がオフ状態からオン状態に遷移する
タイミングは、例えばコンデンサC3のキャパシタンス
(時定数)と、このコンデンサC3に並列接続される抵
抗R2の抵抗値(時定数)によって決定することができ
る。
The base-emitter voltage VBE2 becomes a sawtooth wave, as described above.
This is because the capacitor C3 is inserted in parallel between the base-emitter of No. 2 and the timing at which the conduction control element Q2 transitions from the off state to the on state within the TON period is, for example, the capacitance of the capacitor C3 ( Time constant) and the resistance value (time constant) of the resistor R2 connected in parallel with the capacitor C3.

【0060】続いて、同じく図2を参照して、図1に示
した電源回路の定電圧制御動作について説明する。ま
ず、例えば交流入力電圧VACが上昇する、或いは、負荷
電力が小さくなるなどして二次側直流出力電圧EO1のレ
ベルが上昇したとすると、先に説明したように制御回路
1が、この上昇のレベルに応じてフォトカプラPCのフ
ォトダイオード(一次側のフォトトランジスタ)の電流
を増加させるように動作することになる。
Next, referring to FIG. 2 also, the constant voltage control operation of the power supply circuit shown in FIG. 1 will be described. First, assuming that the level of the secondary side DC output voltage EO1 rises due to, for example, an increase in the AC input voltage VAC or a decrease in load power, the control circuit 1 raises this level of increase as described above. It operates so as to increase the current of the photodiode (primary side phototransistor) of the photocoupler PC according to the level.

【0061】フォトトランジスタの電流が増加すると、
それだけコンデンサC3への充電電流量が増加すること
になるので、図2(h)に示すベース−エミッタ間電圧
VBE2としての鋸歯状波形の傾きは大きくなっていくこ
とになる。これによっては、スイッチング素子Q1がO
NとなるTON期間内における導通制御素子Q2の導通タ
イミングを早めるように動作することになる。これによ
り、導通制御素子Q2を流れるコレクタ電流IQ2(図2
(g))としては、例えば重負荷の条件の場合よりも、
大きな振幅が得られることとなる。
As the phototransistor current increases,
Since the amount of charging current to the capacitor C3 increases correspondingly, the slope of the sawtooth waveform as the base-emitter voltage VBE2 shown in FIG. 2 (h) increases. Depending on this, the switching element Q1 becomes O
The operation is performed so as to accelerate the conduction timing of the conduction control element Q2 within the TON period when N is set. As a result, the collector current IQ2 flowing through the conduction control element Q2 (see FIG.
(G)), for example, as compared with the case of heavy load conditions,
A large amplitude will be obtained.

【0062】導通制御素子Q2のコレクタ電流IQ2の振
幅が大きくなって、期間TON内におけるコレクタ電流I
Q2の電流量が増加した場合には、それだけベース電流I
Bの電流量が少なくなるように変化する動作が得られ
る。これによっては、図2(c)に示すスイッチング素
子Q1のベース蓄積キャリア消滅時間(tstg)は短く
なる。これに伴い、スイッチング素子Q1がオンとなる
期間TONの長さが短くなっていくようにして可変される
ことになる。
The amplitude of the collector current IQ2 of the conduction control element Q2 becomes large, and the collector current I in the period TON is increased.
When the current amount of Q2 increases, the base current I
An operation that changes so that the amount of B current is reduced can be obtained. As a result, the base accumulated carrier disappearance time (tstg) of the switching element Q1 shown in FIG. 2C is shortened. Along with this, the length of the period TON during which the switching element Q1 is turned on is shortened and varied.

【0063】期間TON内の期間長が短くなれば、スイッ
チング素子Q1のスイッチング周波数は高くなることに
なる。そして、スイッチング周波数が可変制御されるこ
とによっては、例えば一次側並列共振回路の共振インピ
ーダンスが可変されることとなって、絶縁コンバータト
ランスPITの一次側から二次側に対して伝送される電
力も可変されることになる。そして、最終的には二次側
直流出力電圧EO1のレベルも可変制御されることとな
り、この結果、制御回路1が二次側直流出力電圧EO1の
レベルに応じた電流をフォトカプラPCのフォトダイオ
ードに供給することで、二次側直流出力電圧のレベルを
一定に維持するという定電圧制御動作が実現されること
となるのである。
As the period length within the period TON becomes shorter, the switching frequency of the switching element Q1 becomes higher. By variably controlling the switching frequency, for example, the resonance impedance of the primary side parallel resonance circuit is changed, and the power transmitted from the primary side to the secondary side of the insulating converter transformer PIT is also changed. It will be variable. Finally, the level of the secondary side DC output voltage EO1 is also variably controlled, and as a result, the control circuit 1 outputs a current corresponding to the level of the secondary side DC output voltage EO1 to the photodiode of the photocoupler PC. The constant voltage control operation of maintaining the level of the secondary side DC output voltage at a constant level is realized by supplying the voltage to the.

【0064】また、本実施の形態においてスイッチング
周波数を可変制御するのにあたっては、スイッチング素
子Q1がオフとなる期間TOFFは一定で、オンとなる期間
TONについて可変するようにされている。つまり、この
場合にも複合制御方式による定電圧制御動作が得られて
いるものである。
In the present embodiment, when the switching frequency is variably controlled, the period TOFF during which the switching element Q1 is off is constant, and the period TON during which it is on is variable. That is, also in this case, the constant voltage control operation by the composite control method is obtained.

【0065】続いて、負荷側が定格最大負荷を越えて短
絡するなどした場合における、本実施の形態の電源回路
が備える過負荷保護回路2の動作について説明する。
Next, the operation of the overload protection circuit 2 provided in the power supply circuit of the present embodiment when the load side is shorted by exceeding the rated maximum load will be described.

【0066】まず、負荷側が短絡した場合、二次側直流
出力電圧ラインに流れる電流レベルが通常時より増加
し、このラインには過大な電流が流されることになる。
また、このときのスイッチング素子Q1のスイッチング
周波数はほぼ下限にまで低下することとなる。このた
め、スイッチング素子Q1にも過大なレベルのコレクタ
電流が流れる。このようにスイッチング素子Q1に過大
な電流は、スイッチング素子Q1のエミッタに接続され
る抵抗REにより検出されることになる。つまり、抵抗
REには、過大とされるエミッタ電流に応じた所定以上
の両端電圧VEが得られることになる。
First, when the load side is short-circuited, the level of the current flowing through the secondary side DC output voltage line is higher than in the normal state, and an excessive current flows through this line.
Further, the switching frequency of the switching element Q1 at this time is lowered to almost the lower limit. Therefore, an excessive level of collector current also flows in the switching element Q1. Thus, an excessive current flowing through the switching element Q1 is detected by the resistor RE connected to the emitter of the switching element Q1. In other words, the resistor RE can obtain a voltage VE which is equal to or higher than a predetermined value according to the excessively large emitter current.

【0067】上記のようにして、過大電流に応じて抵抗
REに両端電圧VEが発生することによっては、抵抗R5
にも所要のレベルの両端電圧が得られることになる。そ
して、このようにして得られた電圧は、抵抗R5に接続
される小信号用サイリスタQ4のゲートに印加され、小
信号用サイリスタQ4が導通することとなる。
As described above, depending on the generation of the voltage VE across the resistor RE in response to the excessive current, the resistor R5
Therefore, the required voltage between both ends can be obtained. The voltage thus obtained is applied to the gate of the small signal thyristor Q4 connected to the resistor R5, and the small signal thyristor Q4 becomes conductive.

【0068】小信号用サイリスタQ4が導通することに
よっては、この小信号サイリスタQ4のアノードに抵抗
を介して接続されるトランジスタQ3のベースにベース
電流が流れるようになり、これによりトランジスタQ3
が導通する。このように小信号サイリスタQ4、トラン
ジスタQ3が導通することによって、この過負荷保護回
路2では過負荷保護のための制御電流が生成されること
となる。そして、この保護制御電流はトランジスタQ3
のコレクタに抵抗を介して接続される導通制御素子Q2
のベースに流入することとなり、この結果、導通制御素
子Q2のベース電流が増加するようになり、スイッチン
グ素子Q1のスイッチング周波数が高くなるように制御
されることとなる。なお、この過負荷保護回路2の動作
は、一度スイッチSWをオフすることで停止させること
が可能である。そして、これによりサイリスタQ4はリ
セットされることになるため、再びスイッチSWをオン
とすれば、電源回路は定常動作を開始することが可能と
なる。
The conduction of the small signal thyristor Q4 causes a base current to flow to the base of the transistor Q3 connected to the anode of the small signal thyristor Q4 via a resistor, which causes the transistor Q3.
Conducts. By thus conducting the small signal thyristor Q4 and the transistor Q3, the overload protection circuit 2 generates a control current for overload protection. Then, this protection control current is applied to the transistor Q3.
Control element Q2 connected to the collector of the resistor via a resistor
Flow into the base of the switching element Q2, and as a result, the base current of the conduction control element Q2 increases and the switching frequency of the switching element Q1 is controlled to increase. The operation of the overload protection circuit 2 can be stopped by turning off the switch SW once. Then, since the thyristor Q4 is reset by this, the power supply circuit can start the steady operation by turning on the switch SW again.

【0069】図3に過負荷保護回路2動作時における電
源回路各部における動作波形を示す。まず、過負荷保護
回路2が動作を開始し、導通制御素子Q2のベースに保
護制御電流が流されることによって、導通制御素子Q2
のベース−エミッタ間電圧VBE2の波形は、図2(g)
に示す電源回路の定常動作時における波形から図3
(g)へと遷移し、その振幅が大きくなっていることが
示されている。また、これに伴ってコレクタ電流IQ2の
波形も図2(h)から図3(h)に示すようになり、ス
イッチング素子Q1がONとなる期間TON内における振
幅が大きくなっていることがわかる。
FIG. 3 shows operation waveforms in each part of the power supply circuit when the overload protection circuit 2 operates. First, the overload protection circuit 2 starts to operate, and a protection control current is supplied to the base of the conduction control element Q2, so that the conduction control element Q2
The waveform of the base-emitter voltage VBE2 of is shown in Fig. 2 (g).
From the waveform of the power supply circuit shown in Fig. 3 during normal operation
It is shown that the transition is made to (g) and the amplitude thereof is increased. Further, along with this, the waveform of the collector current IQ2 also becomes as shown in FIG. 2 (h) to FIG. 3 (h), and it can be seen that the amplitude in the period TON in which the switching element Q1 is ON becomes large.

【0070】このように導通制御素子Q2のコレクタ電
流IQ2の振幅が大きくなって、期間TON内におけるコレ
クタ電流IQ2の電流量が増加した場合には、それだけ共
振電流の電流量が少なくなるように変化する動作が得ら
れる。この共振電流を基として得られるベース電流IB
の波形は、例えば図2(c)から図3(c)への遷移と
して示すようにして変化することになるが、これによっ
ては、スイッチング素子Q1のベース蓄積キャリア消滅
時間(tstg)は短くなる。これに伴い、スイッチング
素子Q1がオンとなる期間TON内の期間の長さが短くな
っていくようにして可変されることになる。
As described above, when the amplitude of the collector current IQ2 of the conduction control element Q2 is increased and the amount of the collector current IQ2 in the period TON is increased, the amount of the resonant current is changed so as to be reduced. The action to do is obtained. Base current IB obtained based on this resonance current
2 changes from the waveform shown in FIG. 2 (c) to the waveform shown in FIG. 3 (c), for example, which shortens the base accumulated carrier disappearance time (tstg) of the switching element Q1. . Along with this, the length of the period within the period TON in which the switching element Q1 is turned on is shortened and varied.

【0071】期間TONが短くなれば、先に定電圧動作の
ところで説明したように、スイッチング素子Q1のスイ
ッチング周波数は高くなるようにして制御されることに
なる。すなわち、図2(a)に示す定常動作時における
共振電圧V1の波形と図3(a)に示す場合における共
振電圧V1の波形と比較して、図3(a)に示す波形の
方がTON期間が短くなって、スイッチング素子Q1のス
イッチング周波数が高くなるようにされるのである。
As the period TON becomes shorter, the switching frequency of the switching element Q1 is controlled so as to become higher, as described above in the constant voltage operation. That is, comparing the waveform of the resonance voltage V1 during the steady operation shown in FIG. 2A with the waveform of the resonance voltage V1 shown in FIG. 3A, the waveform shown in FIG. The period is shortened and the switching frequency of the switching element Q1 is increased.

【0072】そして、このようにスイッチング周波数が
高くなるのに伴い、スイッチング素子Q1のコレクタ電
流IQ1としては図3(b)に示すようになり、また、ス
イッチング素子Q1のエミッタに接続される抵抗REの
両端電圧VE、及びスイッチング素子Q1のベース・エ
ミッタ間電圧VBE1はとしては、それぞれ図3(e)、
図3(d)に示すような波形が得られ、これらスイッチ
ング素子Q1のベース、エミッタ、コレクタのそれぞれ
に発生する電流及び電圧は、図2の場合と比べて減少し
ていることがわかる。また、さらにクランプダイオード
DDのダンパー電流IDとしても、図3(f)に示すよう
に、その電流量が減少することとなる。
Then, as the switching frequency becomes higher, the collector current IQ1 of the switching element Q1 becomes as shown in FIG. 3B, and the resistor RE connected to the emitter of the switching element Q1. The voltage VE between both ends of V and the base-emitter voltage VBE1 of the switching element Q1 are as shown in FIG.
The waveform as shown in FIG. 3D is obtained, and it can be seen that the current and voltage generated in each of the base, emitter, and collector of these switching elements Q1 are smaller than those in the case of FIG. Further, even if the damper current ID of the clamp diode DD is reduced, the amount of the current is reduced as shown in FIG.

【0073】このようにスイッチング素子Q1のベー
ス、エミッタ、コレクタのそれぞれに発生する電流及び
電圧が減少することによって、スイッチング素子Q1に
かかる負担が軽減されることとなる。
As described above, the current and the voltage generated in each of the base, the emitter and the collector of the switching element Q1 are reduced, so that the load on the switching element Q1 is reduced.

【0074】このように過負荷保護回路2によって、負
荷短絡時などの異常時において、スイッチング素子Q1
にかかる負担を軽減することが可能となることで、本実
施の形態ではスイッチング素子Q1についてはより耐圧
品で、より小電流容量のものを選定することが可能にな
って、低コストで小型のものを使用することができるこ
とになる。
As described above, the overload protection circuit 2 allows the switching element Q1 to be operated when an abnormality such as a load short circuit occurs.
Since it is possible to reduce the load on the switching element Q1 in the present embodiment, it is possible to select a switching element Q1 having a higher breakdown voltage and a smaller current capacity, which is low cost and small in size. You will be able to use one.

【0075】以上、第1の実施の形態について説明した
が、上記した本実施の形態による定電圧制御回路系の構
成とすれば、先行技術としての図7の電源回路に備えら
れていた直交型制御トランスPRTは省略されることと
なる。これにより、本実施の形態では、直交型制御トラ
ンスPRT製造時におけるギャップのばらつき等に起因
する駆動巻線NBについてのインダクタンス値のばらつ
きの問題は解消されることになる。従って、交流入力電
圧VACの範囲に対するマージンを少なく設定することが
可能となるので、回路設計も容易なものとすることが可
能になる。また、直交型制御トランスPRTの製造工程
の困難性にかかる問題も解消される。さらにAC/DC
電力変換効率の向上も図られる。
Although the first embodiment has been described above, if the constant voltage control circuit system according to the present embodiment is configured as described above, the orthogonal type circuit provided in the power supply circuit of FIG. 7 as the prior art is provided. The control transformer PRT will be omitted. As a result, in the present embodiment, the problem of the variation in the inductance value of the drive winding NB due to the variation in the gap at the time of manufacturing the orthogonal control transformer PRT is solved. Therefore, the margin for the range of the AC input voltage VAC can be set to be small, and the circuit design can be facilitated. Further, the problem of difficulty in the manufacturing process of the orthogonal control transformer PRT is solved. AC / DC
The power conversion efficiency can also be improved.

【0076】また、図7の例のように直交型制御トラン
スPRTの制御巻線NCに制御電力を供給してスイッチ
ング周波数を制御する構成ではないので、軽負荷時の無
効電力を低減し、電力損失を低減できる。
Further, unlike the example of FIG. 7, the control power is not supplied to the control winding NC of the orthogonal control transformer PRT to control the switching frequency, so that the reactive power at the light load is reduced and the power is reduced. The loss can be reduced.

【0077】また、ドライブトランスCDTは、H字型
コア、或いは超小型のEI−12型フェライトコアによ
って構成が可能であり、図7の先行技術に示したように
直交型制御トランスPRTを設ける場合に比べて大幅に
小型軽量化を図ることができる。
Further, the drive transformer CDT can be constituted by an H-shaped core or an ultra-small EI-12 type ferrite core, and when the orthogonal control transformer PRT is provided as shown in the prior art of FIG. The size and weight can be significantly reduced compared to.

【0078】さらに、本実施の形態の構成であれば、導
通制御素子Q2に流れる電流は非常に少なく、また、導
通制御素子Q2にかかる電圧も低いものとなっている。
このため、導通制御素子Q2としてのバイポーラトラン
ジスタについては、耐圧30V、定格電流0.1A以下
の、低耐圧小容量品を選定すればよいことになる。例え
ば、先に本出願人は、複合共振形スイッチングコンバー
タに対して、一次側並列共振電圧又は二次側共振電圧を
クランプするアクティブクランプ回路を設け、このアク
ティブクランプ回路の導通角制御によって電源の安定化
を図る構成を各種提案しているのであるが、この場合に
は、アクティブクランプ回路を形成するスイッチング素
子(トランジスタ)については、一次側並列共振電圧レ
ベル又は二次側共振電圧レベルに応じた高耐圧品を選定
する必要があり、それだけコスト及びサイズの点などで
不利であった。これに対して本実施の形態では、導通制
御素子Q2としてのバイポーラトランジスタについて低
耐圧小容量品が選定されるのであるから、それだけ低コ
スト化及び小型軽量化を実現することが可能となるもの
である。
Further, according to the structure of the present embodiment, the current flowing through the conduction control element Q2 is very small, and the voltage applied to the conduction control element Q2 is also low.
Therefore, for the bipolar transistor as the conduction control element Q2, a low withstand voltage small capacity product having a withstand voltage of 30 V and a rated current of 0.1 A or less may be selected. For example, the present applicant previously provided an active clamp circuit that clamps a primary side parallel resonance voltage or a secondary side resonance voltage for a composite resonance type switching converter, and stabilizes the power supply by controlling the conduction angle of the active clamp circuit. Although various configurations have been proposed for achieving this, in this case, the switching element (transistor) that forms the active clamp circuit has a high voltage corresponding to the primary side parallel resonance voltage level or the secondary side resonance voltage level. It is necessary to select a pressure resistant product, which is disadvantageous in terms of cost and size. On the other hand, in the present embodiment, a low withstand voltage small capacity product is selected as the bipolar transistor as the conduction control element Q2, so that it is possible to realize cost reduction, size reduction and weight reduction. is there.

【0079】また、先に図2の波形図により説明したよ
うに、本実施の形態においては、導通制御素子Q2のベ
ース−エミッタ間に対してコンデンサC3を設けること
によって、そのベース−エミッタ間電圧VBE2が期間TO
N内において鋸歯状波となるようにしている。これによ
って、導通制御素子Q2を期間TONの全期間にわたって
導通させるのではなく、期間TON内の終端期間において
のみ導通させるようにしている。この導通期間は、スイ
ッチング素子Q1のベース蓄積キャリア消滅時間(tst
g)に対応し、この期間においてスイッチング素子Q1の
ベースには逆方向電流IB2が流れるようにされる。そし
て、導通制御素子Q2がこの期間に導通してコレクタ電
流IQ2が流れると、ベース電流IBの逆方向電流IB2も
増加することとなる。
Further, as described above with reference to the waveform diagram of FIG. 2, in the present embodiment, by providing the capacitor C3 between the base and the emitter of the conduction control element Q2, the voltage between the base and the emitter thereof can be reduced. VBE2 is the period TO
It is designed to have a sawtooth wave in N. As a result, the conduction control element Q2 is not made conductive for the entire period TON, but is made conductive only in the terminal period within the period TON. This conduction period is the base accumulated carrier disappearance time (tst
Corresponding to g), the reverse current IB2 is made to flow through the base of the switching element Q1 during this period. When the conduction control element Q2 conducts during this period and the collector current IQ2 flows, the reverse current IB2 of the base current IB also increases.

【0080】また、ドライブトランスCDTは図4、図
5に示したようなH字型コア、あるいはEI型コアを採
用するものであるが、これらのコアによるドライブトラ
ンスCDTは、飽和状態が得られやすいため、ベース電
流IBが正極性となるIB1期間には、駆動巻線NBのイン
ダクタンス変化はほとんどなく、負極性となるIB2期間
に駆動巻線NBのインダクタンスは磁心の飽和によって
急激に低下するようになる。
The drive transformer CDT employs an H-shaped core or an EI type core as shown in FIGS. 4 and 5, but the drive transformer CDT using these cores can obtain a saturated state. Since it is easy, the inductance of the drive winding NB hardly changes during the period IB1 in which the base current IB has a positive polarity, and the inductance of the drive winding NB decreases rapidly due to saturation of the magnetic core in the period IB2 in which the base current IB has a negative polarity. become.

【0081】これらの結果、スイッチング素子Q1のベ
ースに流すベース電流IBのピークレベルは、図2
(c)に示すようにして、逆方向電流IB2は、順方向電
流IB1よりもはるかに大きくなる。これによって、スイ
ッチング素子Q1の下降時間は短くなってスイッチング
素子Q1のターンオフ時のスイッチング損失が低減され
る。また、同時に蓄積時間tstgも短縮されることで、
スイッチング素子における電力損失はより少ないものと
なる。またこれによって定電圧の制御範囲の拡大もはか
られる。
As a result, the peak level of the base current IB flowing through the base of the switching element Q1 is as shown in FIG.
As shown in (c), the reverse current IB2 becomes much larger than the forward current IB1. As a result, the fall time of the switching element Q1 is shortened and the switching loss when the switching element Q1 is turned off is reduced. At the same time, the accumulation time tstg is also shortened,
The power loss in the switching element will be less. Moreover, the control range of the constant voltage can be expanded.

【0082】さらに、本実施の形態では、スイッチング
素子Q1のエミッタ−一次側アース間に抵抗REが挿入
される。この抵抗REの両端電圧VEは図2(e)に示す
ようになり、これによってスイッチング素子Q1のベー
ス・エミッタ間電圧VBE1は図2(d)に示すように引
き上げられる。例えばベース・エミッタ間電圧VBE1
は、0.7Vから本例の場合1.4Vに引き上げられ
る。従って、本実施の形態のように抵抗REを設けるこ
とによっても定電圧制御範囲が拡大されることになる。
Further, in this embodiment, the resistor RE is inserted between the emitter of the switching element Q1 and the primary side ground. The voltage VE across the resistor RE becomes as shown in FIG. 2 (e), whereby the base-emitter voltage VBE1 of the switching element Q1 is raised as shown in FIG. 2 (d). For example, the base-emitter voltage VBE1
Is raised from 0.7V to 1.4V in this example. Therefore, the constant voltage control range is also expanded by providing the resistor RE as in the present embodiment.

【0083】また、上述もしたように本実施の形態では
過負荷保護回路2が設けられるのであるが、この過負荷
保護回路2を設けることにより、負荷短絡時などの異常
時におけるスイッチング素子Q1に対する過電流保護及
び過電圧保護が行われることになるので、例えば先に図
8に示したような過電流制限回路10を備える必要はな
くなる。このため、本実施の形態の電源回路では、交流
入力電圧VACが上昇したときに対応したマージンと、過
電流制限回路10を構成する部品のばらつきによる定常
動作時の誤動作マージンを考慮して回路設計を行う必要
はないこととなる。
Further, as described above, the overload protection circuit 2 is provided in the present embodiment. By providing the overload protection circuit 2, the switching element Q1 for the abnormal condition such as a load short circuit is provided. Since the overcurrent protection and the overvoltage protection are performed, it is not necessary to provide the overcurrent limiting circuit 10 as shown in FIG. 8, for example. Therefore, in the power supply circuit according to the present embodiment, the circuit design is performed in consideration of the margin corresponding to the rise of the AC input voltage VAC and the malfunction margin during the steady operation due to the variation of the components forming the overcurrent limiting circuit 10. It will not be necessary to do.

【0084】また、このため、本実施の形態において
は、スイッチング素子Q1をはじめとする所用各部の構
成部品として、より低耐圧品のものを選定することが可
能になる。また、電流容量についても小容量のものを選
定することができる。低耐圧で小容量のスイッチング素
子を選定できれば、その形状をより小型なものとするこ
とができる。例えば図8に示す回路では、スイッチング
素子Q1について、1200V耐圧でTO−3Pの大型
なパッケージとなるが、図1に示す本実施の形態の回路
では、700V耐圧でTO−220の中型パッケージと
することができるものである。また、低耐圧品とされる
ことで、スイッチング特性も向上されるので、スイッチ
ング素子Q1における電力損失も低減されることにな
る。
Therefore, in the present embodiment, it is possible to select a low breakdown voltage product as a component of each required part such as the switching element Q1. Also, as for the current capacity, a small capacity can be selected. If a switching element having a low breakdown voltage and a small capacity can be selected, its shape can be made smaller. For example, in the circuit shown in FIG. 8, the switching element Q1 is a large package of TO-3P with a withstand voltage of 1200V, but the circuit of the present embodiment shown in FIG. 1 is a medium-sized package of TO-220 with a withstand voltage of 700V. Is something that can be done. In addition, since the switching characteristics are improved by using the low withstand voltage product, the power loss in the switching element Q1 is also reduced.

【0085】またさらに、例えば図8に示した電源回路
に備えられる過電流制限回路10においては、スイッチ
ング素子Q1に生じた過大な電流を直接入力し、直接ス
イッチング素子Q1のベース電流を制限する動作が行わ
れるため、この過電流制限回路10を構成する半導体と
しては、その低耐圧、及び小電流容量化には限界があ
る。これに対して本実施の形態では、負荷側が短絡する
等の異常時においてスイッチング素子Q1にかかる負担
を軽減するためにスイッチング素子Q1のスイッチング
周波数を制御するのにあたり、過負荷保護回路2では導
通制御素子Q2に流すべき電流量の制御を行うことで足
るため、これらに備えられる半導体としてはより低耐圧
で小電流容量のものを選定することが可能となる。この
点でも、本実施の形態の場合、回路の小型化及び低コス
ト化が図られることとなる。 <第2の実施の形態>
Furthermore, in the overcurrent limiting circuit 10 provided in, for example, the power supply circuit shown in FIG. 8, an operation of directly inputting an excessive current generated in the switching element Q1 and directly limiting the base current of the switching element Q1. Therefore, there is a limit to the reduction in withstand voltage and the reduction in current capacity of the semiconductor constituting the overcurrent limiting circuit 10. On the other hand, in the present embodiment, in controlling the switching frequency of the switching element Q1 in order to reduce the load on the switching element Q1 in the event of an abnormality such as a short-circuit on the load side, the overload protection circuit 2 conducts conduction control. Since it suffices to control the amount of current that should flow through the element Q2, it is possible to select a semiconductor with a lower withstand voltage and a smaller current capacity as the semiconductor provided for these elements. Also in this respect, in the case of the present embodiment, downsizing and cost reduction of the circuit can be achieved. <Second Embodiment>

【0086】図6は、本発明の第2の実施の形態として
の電源回路の構成を示している。なお、この図において
は、図1と同一部分は同一符号を付して説明を省略し、
図1の例と異なる部分についてのみ述べることとする。
FIG. 6 shows the configuration of a power supply circuit according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as in FIG.
Only parts different from the example of FIG. 1 will be described.

【0087】この場合、スイッチング素子Q1のエミッ
タと一次側アース間には抵抗REは挿入されておらず、
また、スイッチング素子Q1のベースと一次側アース間
にはクランプダイオードDDが接続されるが、この例の
場合は、クランプダイオードDDは高速リカバリ型ダイ
オードとされる。
In this case, the resistor RE is not inserted between the emitter of the switching element Q1 and the primary side ground,
A clamp diode DD is connected between the base of the switching element Q1 and the primary side ground. In this example, the clamp diode DD is a fast recovery type diode.

【0088】また、スイッチング素子Q1のベースに対
しては、図示するように、[ベース電流制限抵抗RB−
時定数(共振用)コンデンサCB−駆動巻線NB]の直列
接続回路が接続される。この直列接続回路は、スイッチ
ング素子Q1を自励式によりスイッチング駆動するため
の自励発振駆動回路となる。この場合、例えば電源起動
時においては、整流平滑電圧Eiから起動抵抗RSを介
し、さらに駆動巻線NB−ベース電流制限抵抗RBを介し
たベース電流がスイッチング素子Q1のベースに流れる
ことで、スイッチング動作を開始させるようになってい
る。
As shown in the figure, the base of the switching element Q1 is [base current limiting resistor RB-
A series connection circuit of a time constant (for resonance) capacitor CB-driving winding NB] is connected. This series connection circuit is a self-excited oscillation drive circuit for switching-driving the switching element Q1 by self-excitation. In this case, for example, at the time of starting the power source, the rectified and smoothed voltage Ei flows through the starting resistor RS and the base current through the drive winding NB-base current limiting resistor RB to the base of the switching element Q1 to perform the switching operation. Is designed to start.

【0089】また、この図6に示す電源回路におけるド
ライブトランスCDTには、検出巻線NAと駆動巻線NB
に加え、制御巻線NCが巻装される。これらの各巻線の
巻き方向は、図示するようにして、駆動巻線NBと制御
巻線NCが逆相で、この巻線NBに対して検出巻線NAが
同相となるようにして巻装されている。
The drive transformer CDT in the power supply circuit shown in FIG. 6 includes a detection winding NA and a drive winding NB.
In addition, the control winding NC is wound. As shown in the drawing, the winding direction of each of these windings is such that the drive winding NB and the control winding NC are in opposite phase, and the detection winding NA is in phase with this winding NB. ing.

【0090】上記各巻線(NA,NB,NC)が巻装され
るドライブトランスCDTとしては、例えばH字形フェ
ライトコアによる開磁路型ものか、或いはEI型フェラ
イトコアによる閉磁路型ものを採用できる。H字型フェ
ライトコアの場合は、図4で説明したものと同様にこの
H字型のフェライトコアに対して、検出巻線NA、駆動
巻線NB、及び制御巻線NCを巻装することで形成され
る。
As the drive transformer CDT around which the above windings (NA, NB, NC) are wound, for example, an open magnetic circuit type with an H-shaped ferrite core or a closed magnetic circuit type with an EI type ferrite core can be adopted. . In the case of the H-shaped ferrite core, the detection winding NA, the drive winding NB, and the control winding NC are wound around the H-shaped ferrite core in the same manner as described in FIG. It is formed.

【0091】EI型フェライトコアの場合も、図5と同
様にI型コアとE型コアを組み合わせてEI型コアを形
成する。そしてE型コアの中央磁脚に分割ボビンを配
し、この分割ボビンに、例えば検出巻線NA、駆動巻線
NB、及び制御巻線NCをそれぞれ巻装することで形成さ
れる。この場合も、これらH字型フェライトコア、或い
はEI型フェライトコアによる閉磁路構造のドライブト
ランスCDTは、例えば図7で説明した直交型制御トラ
ンスPRTと比較して相当に小型軽量なものとなってい
る。
Also in the case of the EI type ferrite core, the I type core and the E type core are combined to form the EI type core as in the case of FIG. Then, a split bobbin is arranged on the central magnetic leg of the E-shaped core, and the detection winding NA, the drive winding NB, and the control winding NC are wound around the split bobbin, respectively. Also in this case, the drive transformer CDT having a closed magnetic circuit structure using these H-shaped ferrite cores or EI type ferrite cores is considerably smaller and lighter than the orthogonal control transformer PRT described in FIG. 7, for example. There is.

【0092】ところで、ドライブトランスCDTにおい
て、検出巻線NA及び駆動巻線NBは絶縁コンバータトラ
ンスPITの一次側に在るようにされる。一方、制御巻
線NCは、絶縁コンバータトランスPITの二次側に在
るようにされる。このため、例えば、一次側と二次側の
直流的絶縁性を確保するのにあたっては、フォトカプラ
等を設けることが一般には行われる。これに対して、本
実施の形態では、制御巻線NCについて三重絶縁線を選
定することで、検出巻線NA及び駆動巻線NBに対する絶
縁性を確保するようにしており、これによってフォトカ
プラを介在させなくとも充分な絶縁状態を得るようにし
ている。
By the way, in the drive transformer CDT, the detection winding NA and the drive winding NB are arranged on the primary side of the insulating converter transformer PIT. On the other hand, the control winding NC is arranged on the secondary side of the insulating converter transformer PIT. Therefore, for example, in order to secure the direct current insulation between the primary side and the secondary side, a photo coupler or the like is generally provided. On the other hand, in the present embodiment, by selecting a triple insulated wire for the control winding NC, the insulation property with respect to the detection winding NA and the drive winding NB is ensured. A sufficient insulation state is obtained without any interposition.

【0093】また、本実施の形態のドライブトランスC
DTに巻装される制御巻線NCは、その巻始め端部側が
二次側アースに接地され、巻終わり端部が導通制御素子
Q2のコレクタと接続される。また、導通制御素子Q2の
エミッタは二次側アースに接地されている。つまり、制
御巻線NCと導通制御素子Q2(コレクタ−エミッタ)
は、絶縁コンバータトランスPITの二次側において直
列に接続された直列接続回路を形成しているとみること
ができる。この場合、導通制御素子Q2としては、NP
N型のバイポーラトランジスタが選定されている。
Further, the drive transformer C of the present embodiment
The control winding NC wound around the DT has its winding start end side grounded to the secondary side ground and its winding end end connected to the collector of the conduction control element Q2. The emitter of the conduction control element Q2 is grounded to the secondary side ground. That is, the control winding NC and the conduction control element Q2 (collector-emitter)
Can be regarded as forming a series connection circuit connected in series on the secondary side of the insulating converter transformer PIT. In this case, the conduction control element Q2 is NP
N-type bipolar transistors have been selected.

【0094】導通制御素子Q2のベース(制御入力端
子)は、抵抗R1を介して、後述する制御回路5内に設
けられるPNP型のトランジスタQ3のコレクタと接続
される。また、導通制御素子Q2のベース−エミッタ間
には抵抗R2が挿入される。この抵抗R2の両端には、ベ
ース−エミッタ間電圧VBE2(制御入力端子電位)が得
られる。
The base (control input terminal) of the conduction control element Q2 is connected to the collector of a PNP type transistor Q3 provided in the control circuit 5 described later via the resistor R1. A resistor R2 is inserted between the base and emitter of the conduction control element Q2. A base-emitter voltage VBE2 (control input terminal potential) is obtained across the resistor R2.

【0095】そして、第1の実施の形態と同様に、導通
制御素子Q2のベース−エミッタ間に対してコンデンサ
C3を挿入している。つまり、この場合もコンデンサC3
は、ベース−エミッタ間電圧VBE2が生じる抵抗R2に対
して並列に接続されることで、時定数回路を形成してい
るものである。このコンデンサC3に対しては、制御回
路5側のトランジスタQ3のコレクタから導通制御素子
Q2のベースに流れようとする電流が充放電されるので
あるが、これによっては、後述するようにしてスイッチ
ング素子Q1がオンとなる期間内にほぼ対応して、ベー
ス−エミッタ間電圧VBE2のレベルを比例的に上昇させ
ていく動作が得られる。つまり、スイッチング素子Q1
がオンとなる期間におけるベース−エミッタ間電圧VBE
2が鋸歯状波となるようにしている。
Then, similarly to the first embodiment, the capacitor C3 is inserted between the base and the emitter of the conduction control element Q2. In other words, also in this case, the capacitor C3
Is connected in parallel to the resistor R2 which generates the base-emitter voltage VBE2, thereby forming a time constant circuit. The capacitor C3 is charged and discharged with a current that tends to flow from the collector of the transistor Q3 on the control circuit 5 side to the base of the conduction control element Q2. The operation of proportionally increasing the level of the base-emitter voltage VBE2 can be obtained almost corresponding to the period when Q1 is turned on. That is, the switching element Q1
Base-emitter voltage VBE during the period when the transistor turns on
2 is a sawtooth wave.

【0096】また、図示するように絶縁コンバータトラ
ンスPITの二次側では、二次巻線N2 に対してタップ
を設けた上で、整流ダイオードDO1,DO2,DO3,DO4
及び平滑コンデンサCO1,CO2を図示するように接続す
ることで、[整流ダイオードDO1,DO2、平滑コンデン
サCO1]の組と、[整流ダイオードDO3,DO4、平滑コ
ンデンサCO2]の組とによる、2組の全波整流回路が設
けられる。[整流ダイオードDO1,DO2、平滑コンデン
サCO1]から成る全波整流回路は直流出力電圧EO1を生
成し、[整流ダイオードDO3,DO4、平滑コンデンサC
O2]から成る全波整流回路は直流出力電圧EO2を生成す
る。つまり、この図に示す回路では、二次側において直
流出力電圧を得るのにあたり全波整流回路が設けられ
る。この場合、二次側直流出力電圧EO1は、制御回路5
に対して定電圧制御のための検出電圧として入力され
る。また、二次側直流電圧EO2は、制御回路5の動作電
源として利用される。
As shown in the figure, on the secondary side of the insulating converter transformer PIT, a tap is provided on the secondary winding N2, and then the rectifying diodes DO1, DO2, DO3, DO4 are provided.
By connecting the smoothing capacitors CO1 and CO2 as shown in the figure, two sets of [rectifier diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] and [rectifier diodes DO3, DO4, smoothing capacitor CO2] are provided. A full wave rectifier circuit is provided. A full-wave rectifier circuit consisting of [rectifier diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] generates a DC output voltage EO1, and [rectifier diodes DO3, DO4, smoothing capacitor C1].
The full-wave rectifier circuit consisting of O2] produces a DC output voltage EO2. That is, in the circuit shown in this figure, a full-wave rectifier circuit is provided to obtain the DC output voltage on the secondary side. In this case, the secondary side DC output voltage EO1 is
Is input as a detection voltage for constant voltage control. The secondary side DC voltage EO2 is used as an operating power source of the control circuit 5.

【0097】また、本実施の形態の場合、二次巻線N2
にさらにセンタータップが設けられ、このラインの一方
には後述する過負荷保護回路3の小信号用サイリスタQ
5のカソードが接続される。また、図示するように、こ
のラインのもう一方は過電流保護抵抗ROが挿入され、
二次側アースに接地されている。このように過電流保護
抵抗ROが二次巻線N2と二次側アース間に挿入される
ことによって、例えば二次側の負荷が短絡するなどの異
常時に、負荷側から二次側アースを介してこの過電流保
護抵抗ROに流入する過大なレベルの電流に応じた電圧
が発生するようにされ、これにより小信号用サイリスタ
Q5のカソードに電圧が印加されるようにされて、後述
するようにして過負荷保護回路3の動作を開始させるた
めの検出抵抗となるようにされている。なお、この場
合、過電流保護抵抗ROとしては低抵抗のものが選定さ
れ、定格負荷時においては両端電圧がほとんど生じない
ようにされているものとする。
In the case of this embodiment, the secondary winding N2
Is further provided with a center tap, and one of the lines has a small signal thyristor Q of the overload protection circuit 3 described later.
5 cathodes are connected. Also, as shown in the figure, an overcurrent protection resistor RO is inserted in the other side of this line,
Grounded to secondary earth. By thus inserting the overcurrent protection resistor R0 between the secondary winding N2 and the secondary side ground, for example, in the event of an abnormality such as a short-circuit on the secondary side load, the load side passes through the secondary side ground through the secondary side ground. A voltage corresponding to an excessive level of current flowing into the overcurrent protection resistor RO is generated, so that a voltage is applied to the cathode of the small signal thyristor Q5, which will be described later. It serves as a detection resistor for starting the operation of the overload protection circuit 3. In this case, it is assumed that a low resistance is selected as the overcurrent protection resistor R0 so that a voltage across both ends is hardly generated at the rated load.

【0098】制御回路5は、直流出力電圧EO1と二次側
アース間に抵抗R3−R4が直列に接続され、この接続点
(分圧点)に対してシャントレギュレータQ9のコント
ロール端子が接続される。また、抵抗R4に対しては、
コンデンサC5が並列に接続される。シャントレギュレ
ータQ9のアノードは二次側アースに接地され、カソー
ドは抵抗R7を介してPNP型のトランジスタQ3のベー
スに接続される。トランジスタQ3は、シャントレギュ
レータQ9のアノードに流れる電流を増幅するために設
けられている。トランジスタQ3のエミッタは二次側直
流電圧EO2のラインと接続され、コレクタは、抵抗R1
を介して先に述べた導通制御素子Q2のベースに対して
接続される。このコレクタの出力が、制御回路5の検出
出力となる。また、ベース−エミッタ間には、抵抗R6
を挿入している。
In the control circuit 5, resistors R3 to R4 are connected in series between the DC output voltage EO1 and the secondary side ground, and the control terminal of the shunt regulator Q9 is connected to this connection point (voltage dividing point). . For the resistor R4,
The capacitor C5 is connected in parallel. The anode of the shunt regulator Q9 is grounded to the secondary side ground, and the cathode is connected to the base of the PNP type transistor Q3 via the resistor R7. The transistor Q3 is provided to amplify the current flowing through the anode of the shunt regulator Q9. The emitter of the transistor Q3 is connected to the line of the secondary side DC voltage EO2, and the collector is a resistor R1.
Is connected to the base of the conduction control element Q2 described above via. The output of this collector becomes the detection output of the control circuit 5. A resistor R6 is placed between the base and the emitter.
Have been inserted.

【0099】上記のような接続形態により形成される制
御回路5は、直流出力電圧EO1を検出入力とする誤差増
幅器として機能する。即ち、直流出力電圧EO1を抵抗R
3、R4により分圧した電圧が、コントロール電圧として
シャントレギュレータQ9のコントロール端子に対して
入力されることで、シャントレギュレータQ9には、直
流出力電圧EO1に応じたレベルの電流が流れることにな
る。そして、この電流がトランジスタQ3によって増幅
されてコレクタから出力される。
The control circuit 5 formed by the above-mentioned connection form functions as an error amplifier having the DC output voltage EO1 as a detection input. That is, the DC output voltage EO1 is applied to the resistor R
By inputting the voltage divided by 3 and R4 to the control terminal of the shunt regulator Q9 as a control voltage, a current having a level corresponding to the DC output voltage EO1 flows through the shunt regulator Q9. Then, this current is amplified by the transistor Q3 and output from the collector.

【0100】トランジスタQ3のコレクタ電流のレベル
変化に応じては、導通制御素子Q2のベース−エミッタ
間電圧VBE2が変化することになって、このベース−エ
ミッタ間電圧VBE2に応じたベース電流が導通制御素子
Q2のベースに流されることになるが、これによって
は、導通制御素子Q2のコレクタに流れるコレクタ電流
IQ2のレベルも二次側直流電圧EO1のレベルに応じて可
変されることになる。これは即ち、導通制御素子Q2の
コレクタと二次側アース間に接続された制御巻線NCに
流れる電流レベル(振幅)を可変制御することを意味す
る。この動作によっては、スイッチング素子Q1のスイ
ッチング周波数を可変し、これによって二次側直流出力
電圧が一定となるように安定化を図るようにされること
となる。このような本実施の形態における制御回路5、
及び導通制御回路系による定電圧制御動作については後
述する。
According to the level change of the collector current of the transistor Q3, the base-emitter voltage VBE2 of the conduction control element Q2 changes, and the base current corresponding to the base-emitter voltage VBE2 is conduction controlled. Although it is made to flow to the base of the element Q2, the level of the collector current IQ2 flowing to the collector of the conduction control element Q2 is also changed according to the level of the secondary side DC voltage EO1. This means that the level (amplitude) of the current flowing through the control winding NC connected between the collector of the conduction control element Q2 and the secondary side ground is variably controlled. According to this operation, the switching frequency of the switching element Q1 is changed, and thereby the secondary side DC output voltage is stabilized so as to be constant. The control circuit 5 according to the present embodiment,
The constant voltage control operation by the conduction control circuit system will be described later.

【0101】また、前述もしたように、本実施の形態で
は、第1の実施の形態と同様に導通制御素子Q2のベー
ス−エミッタ間に対してコンデンサC3が挿入されるて
おり、これによりベース−エミッタ間電圧VBE2は、ス
イッチング素子Q1がオンとなる期間にほぼ対応して鋸
歯状波となり、この結果、本例の場合も第1の実施の形
態と同様にスイッチング素子Q1におけるスイッチング
損失を低減させる作用が得られるようにされている。
Further, as described above, in this embodiment, the capacitor C3 is inserted between the base and the emitter of the conduction control element Q2 as in the first embodiment. The -emitter voltage VBE2 becomes a sawtooth wave substantially corresponding to the period when the switching element Q1 is turned on, and as a result, in the case of this example as well, the switching loss in the switching element Q1 is reduced as in the first embodiment. It is designed to have the effect of causing it.

【0102】また、さらにこの第2の実施の形態におい
ても、これまで説明した電源回路の構成に加え、図示す
るように過負荷保護回路3が備えられている。この過負
荷保護回路3は、図示するように、小信号サイリスタQ
5、トランジスタQ6、Q7、コンデンサC4、抵抗R8を
有して構成される。まず、この過負荷保護回路3におい
ては、上述もしたように小信号サイリスタQ5のカソー
ドが二次巻線N2のセンタータップに接続される。そし
て、この小信号サイリスタQ5のゲートは抵抗R8//コン
デンサC4の並列回路を介して二次側アースに接地され
ており、これにより二次側の負荷が短絡した際に、負荷
側より、二次側アースから抵抗R8を介して流入する過
大なレベルの電流に応じた電圧が小信号用サイリスタQ
5のゲートに印加されるようにされている。このよう
に、二次側の負荷が短絡した際に、小信号用サイリスタ
Q5のゲートに電圧が印加され、かつ、上述したように
して過電流保護抵抗ROによって小信号用サイリスタQ5
のカソードに電圧が印加されることによって、小信号用
サイリスタQ5が導通するようにされ、過負荷保護回路
3の動作が開始されるようにされている。なお、上述し
たように小信号サイリスタQ5のゲート−二次側アース
間にコンデンサC4と抵抗R8とから成る並列回路を接続
することによっては、回路誤動作を防止することが可能
となる。
Further, also in the second embodiment, an overload protection circuit 3 is provided as shown in addition to the configuration of the power supply circuit described so far. This overload protection circuit 3 includes a small signal thyristor Q as shown.
5, transistor Q6, Q7, capacitor C4, resistor R8. First, in the overload protection circuit 3, as described above, the cathode of the small signal thyristor Q5 is connected to the center tap of the secondary winding N2. The gate of the small signal thyristor Q5 is grounded to the secondary side ground via the parallel circuit of the resistor R8 // capacitor C4, and when the load on the secondary side is short-circuited, the The voltage corresponding to the excessive level of current flowing from the ground on the secondary side through the resistor R8 is small signal thyristor Q.
It is intended to be applied to the gate of 5. In this way, when the load on the secondary side is short-circuited, a voltage is applied to the gate of the small signal thyristor Q5, and as described above, the small signal thyristor Q5 is activated by the overcurrent protection resistor RO.
By applying a voltage to the cathode of the small signal thyristor Q5, the small signal thyristor Q5 is made conductive, and the operation of the overload protection circuit 3 is started. As described above, by connecting a parallel circuit composed of the capacitor C4 and the resistor R8 between the gate of the small signal thyristor Q5 and the secondary side ground, it is possible to prevent the circuit malfunction.

【0103】小信号用サイリスタQ5のアノードは抵抗
を介してPNP型のトランジスタQ6のベースに接続さ
れる。そして、このトランジスタQ6のエミッタには、
当該電源回路に備えられるとする図示しないスタンバイ
電源回路からの、例えば約5Vの直流電圧が入力され、
これが過負荷保護回3の動作用電源とされる。トランジ
スタQ6のコレクタは抵抗を介してNPN型のトランジ
スタQ7のベースに接続される。また、図示するように
このトランジスタQ7のベース−二次側アース間には抵
抗が挿入される。また、トランジスタQ7のエミッタは
二次側アースに接地され、コレクタが制御巻線NCの巻
はじめ端部と接続される。このようにトランジスタQ7
のコレクタが制御巻線NCと接続されることで、過負荷
保護回路3は、制御巻線NCに流れる電流量を制御する
ことが可能とされているのであるが、この過負荷保護回
路3による動作については後述する。
The anode of the small signal thyristor Q5 is connected to the base of a PNP type transistor Q6 via a resistor. And the emitter of this transistor Q6
For example, a DC voltage of about 5V is input from a standby power supply circuit (not shown) that is provided in the power supply circuit,
This is the power supply for the operation of the overload protection circuit 3. The collector of the transistor Q6 is connected to the base of an NPN type transistor Q7 via a resistor. Further, as shown in the figure, a resistor is inserted between the base of the transistor Q7 and the secondary side ground. The emitter of the transistor Q7 is grounded to the secondary side ground, and the collector is connected to the winding start end of the control winding NC. Thus, the transistor Q7
Since the collector of is connected to the control winding NC, the overload protection circuit 3 can control the amount of current flowing through the control winding NC. The operation will be described later.

【0104】以上が第2の実施の形態としての電源回路
の構成についての説明であるが、このような構成による
電源回路の要部における定常時の動作としては、第1の
実施の形態としての電源回路による定常時における動作
と同様の動作が得られることとなる。つまり、本実施の
形態の電源回路においても、図2(a)〜(h)に示す
ような各部の動作波形が得られることとなる。従って、
この電源回路の要部における動作の説明については省略
するものとする。
The above is the description of the configuration of the power supply circuit according to the second embodiment. The steady-state operation of the main part of the power supply circuit having such a configuration is the same as that of the first embodiment. The same operation as that in the steady state by the power supply circuit can be obtained. That is, also in the power supply circuit of this embodiment, the operation waveforms of the respective parts shown in FIGS. 2A to 2H can be obtained. Therefore,
The description of the operation of the main part of the power supply circuit will be omitted.

【0105】ここで、例えば交流入力電圧VACが上昇す
る、或いは、負荷電力が小さくなるなどして二次側直流
出力電圧EO1のレベルが上昇した場合における、制御回
路5、及び導通制御回路系による定電圧制御動作につい
て説明する。
Here, by the control circuit 5 and the conduction control circuit system, for example, when the level of the secondary side DC output voltage EO1 rises because the AC input voltage VAC rises or the load power decreases. The constant voltage control operation will be described.

【0106】まず、二次側直流電圧EO1のレベルが上昇
すると、先に説明したようにして、制御回路5では、検
出出力であるトランジスタQ3のコレクタ電流を増加さ
せるようにして動作することになる。トランジスタQ3
のコレクタ電流が増加すると、それだけコンデンサC3
への充電電流量が増加することになるので、導通制御素
子Q2のベース−エミッタ間電圧VBE2としての鋸歯状波
形の傾きは大きくなっていくことになる。これによって
は、スイッチング素子Q1がONとなるTON期間内にお
ける導通制御素子Q2の導通タイミングを早めるように
動作することになる。これによって導通制御素子Q2を
流れるコレクタ電流IQ2としては、例えば重負荷時の場
合や定常動作時の場合よりも大きな振幅が得られること
となる。
First, when the level of the secondary side DC voltage EO1 rises, the control circuit 5 operates so as to increase the collector current of the transistor Q3 which is the detection output as described above. . Transistor Q3
When the collector current of increases, the capacitor C3
Since the amount of charging current to the conduction control element Q2 increases, the slope of the sawtooth waveform as the base-emitter voltage VBE2 of the conduction control element Q2 increases. As a result, the conduction control element Q2 operates to accelerate the conduction timing within the TON period in which the switching element Q1 is turned on. As a result, as the collector current IQ2 flowing through the conduction control element Q2, a larger amplitude can be obtained than in the case of heavy load or steady operation, for example.

【0107】ここで、先にも述べたようにして、駆動巻
線NBと制御巻線NCは、ドライブトランスCDTにおい
て密結合の状態にあることから、等化的には、駆動巻線
NBと制御巻線NCとが並列的に接続されているものと見
ることができる。従って、等化回路的には、例えば自励
発振回路(CB−NB−RB)における駆動巻線NBの巻終
わり端部と共振コンデンサCBとの接続点に対して、制
御巻線NCの巻終わり端部を接続した回路を形成するこ
ととなる。そして、この等化回路によれば、制御巻線N
Cに流れる導通制御素子Q2のコレクタ電流IQ2は、自励
発振回路(CB−NB−RB)の出力となる共振電流とし
て駆動巻線NBを流れる電流が、上記した駆動巻線NBと
制御巻線NCとの接続点を分岐点として分岐することで
得られる電流となると見ることもできる。
Here, as described above, since the drive winding NB and the control winding NC are in a tightly coupled state in the drive transformer CDT, they are equalized to the drive winding NB. It can be seen that the control winding NC is connected in parallel. Therefore, in terms of an equalizing circuit, for example, in the self-excited oscillation circuit (CB-NB-RB), the winding end of the control winding NC is connected to the connection point between the winding end end of the drive winding NB and the resonance capacitor CB. A circuit with the ends connected will be formed. According to this equalization circuit, the control winding N
The collector current IQ2 of the conduction control element Q2 flowing in C is the resonance current which becomes the output of the self-excited oscillation circuit (CB-NB-RB). It can be considered that the current is obtained by branching the connection point with NC as a branch point.

【0108】このため、導通制御素子Q2のコレクタ電
流IQ2の振幅が大きくなって、期間TON内におけるコレ
クタ電流IQ2の電流量が増加した場合には、それだけ、
共振電流の電流量が少なくなるように変化する動作が得
られる。そして、これによりこの共振電流を基として得
られるベース電流IBの波形としては、図2(c)に示
すスイッチング素子Q1のベース蓄積キャリア消滅時間
(tstg)が短くなり、これに伴い、スイッチング素子
Q1がオンとなる期間TONの長さが短くなっていくよう
にして可変されることになる。
Therefore, when the amplitude of the collector current IQ2 of the conduction control element Q2 becomes large and the amount of the collector current IQ2 in the period TON increases, that much,
It is possible to obtain an operation that changes so that the amount of the resonance current decreases. Then, as a waveform of the base current IB obtained based on this resonance current, the base accumulated carrier disappearance time (tstg) of the switching element Q1 shown in FIG. The length of the period TON during which is ON is variable as the length becomes shorter.

【0109】このように期間TONが短くなれば、第1の
実施の形態のところでも説明したようにスイッチング素
子Q1のスイッチング周波数は高くなるようにして制御
されることになる。そして、スイッチング周波数が可変
制御されることによっては、例えば一次側並列共振回路
の共振インピーダンスが可変されることとなって、絶縁
コンバータトランスPITの一次側から二次側に対して
伝送される電力も可変されることになるわけである。こ
れにより、最終的には二次側直流出力電圧のレベルも可
変制御されることとなり、電源の安定化が図られること
となる。
When the period TON is shortened in this manner, the switching frequency of the switching element Q1 is controlled to be high as described in the first embodiment. By variably controlling the switching frequency, for example, the resonance impedance of the primary side parallel resonance circuit is changed, and the power transmitted from the primary side to the secondary side of the insulating converter transformer PIT is also changed. It will be variable. As a result, the level of the secondary side DC output voltage is finally variably controlled, and the power source is stabilized.

【0110】このように本実施の形態の電源回路におい
ても、第1の実施の形態における定電圧制御動作による
効果と同様の効果が得られるようにされている。
As described above, also in the power supply circuit of the present embodiment, the same effect as the effect of the constant voltage control operation in the first embodiment is obtained.

【0111】なお、本実施の形態においても、スイッチ
ング周波数を可変制御するのにあたっては、スイッチン
グ素子Q1がオフとなる期間TOFFは一定で、オンとなる
期間TONについて可変するようにされている。つまり、
この場合にも複合制御方式による定電圧制御動作が得ら
れているものである。
In the present embodiment as well, when the switching frequency is variably controlled, the period TOFF during which the switching element Q1 is off is constant, and the period TON during which it is on is variable. That is,
Also in this case, the constant voltage control operation by the composite control method is obtained.

【0112】続いて、二次側の負荷が定格最大負荷を越
えて短絡するなどした場合における、本実施の形態の電
源回路が備える過負荷保護回路2の動作について説明す
る。
Next, the operation of the overload protection circuit 2 provided in the power supply circuit of the present embodiment when the load on the secondary side exceeds the rated maximum load and is short-circuited will be described.

【0113】まず、二次側の負荷が短絡した場合、上述
したように負荷側から二次側アースを介して過電流保護
抵抗ROに過大な電流が流入し、図示する過電流保護抵
抗ROの両端電圧VOの電位が上昇するようになる。この
ようにして負荷短絡により発生した過大な電流が、過電
流保護抵抗ROによって検出されることとなる。そし
て、このようにして検出された電圧VOにより、小信号
用サイリスタQ5のカソードにはマイナスの電圧が印加
される。また、これと同様に、負荷側からの過大な電流
は、二次側アースを介してコンデンサC4//抵抗R8の並
列回路に流入し、この電流のレベルに応じたプラスの電
圧が小信号用サイリスタQ5のゲートに印加される。こ
れらの結果、小信号用サイリスタQ5は導通することと
なる。
First, when the load on the secondary side is short-circuited, an excessive current flows into the overcurrent protection resistor RO from the load side via the secondary side ground as described above, and the overcurrent protection resistor RO shown in FIG. The potential of the voltage VO at both ends rises. In this way, the excessive current generated by the load short circuit is detected by the overcurrent protection resistor RO. Then, by the voltage VO thus detected, a negative voltage is applied to the cathode of the small signal thyristor Q5. Similarly, an excessive current from the load side flows into the parallel circuit of the capacitor C4 // resistor R8 via the secondary side ground, and the positive voltage corresponding to the level of this current is for small signals. It is applied to the gate of thyristor Q5. As a result, the small signal thyristor Q5 becomes conductive.

【0114】このようにして小信号用サイリスタQ5が
導通すると、この小信号用サイリスタQ5のアノードに
抵抗を介して接続されているトランジスタQ6のベース
にベース電流が発生し、トランジスタQ6が導通する。
そして、トランジスタQ6が導通することによって、ト
ランジスタQ6のコレクタと抵抗を介して接続されるト
ランジスタQ7のベースにベース電流が発生し、これに
よりトランジスタQ7も導通することになる。
When the small signal thyristor Q5 conducts in this way, a base current is generated at the base of the transistor Q6 connected to the anode of the small signal thyristor Q5 via a resistor, and the transistor Q6 conducts.
When the transistor Q6 becomes conductive, a base current is generated in the base of the transistor Q7 which is connected to the collector of the transistor Q6 via a resistor, and the transistor Q7 becomes conductive.

【0115】このようにトランジスタQ7が導通すれ
ば、トランジスタQ7のコレクタ電流が流れることにな
るが、トランジスタQ7のコレクタは制御巻線NCと接続
されているため、この結果制御巻線NCを流れる電流量
はこのトランジスタQ7によって引き上げられるように
して増加することとなる。
If the transistor Q7 becomes conductive in this manner, the collector current of the transistor Q7 will flow, but since the collector of the transistor Q7 is connected to the control winding NC, as a result, the current flowing through the control winding NC. The quantity will increase as it is pulled up by this transistor Q7.

【0116】このように制御巻線NCに流れる電流量を
増加させるように制御されることで、先に説明した定電
圧制御動作の場合と同様にして、スイッチング素子Q1
のスイッチング周波数が高くなるようにして制御される
ことになる。そして、このようにスイッチング素子Q1
のスイッチング周波数が高くなるように制御されること
によっては、第1の実施の形態の過負荷保護回路2のと
ころで説明したと同様にしてスイッチング素子Q1に生
じる過大な電流及び電圧を抑制することが可能となり、
この結果、例えば負荷短絡時などの異常時において、ス
イッチング素子Q1を過負荷状態から保護することが可
能となるのである。
By controlling so as to increase the amount of current flowing through the control winding NC in this manner, the switching element Q1 is operated in the same manner as in the constant voltage control operation described above.
Will be controlled so that the switching frequency becomes higher. Then, in this way, the switching element Q1
By controlling the switching frequency to be high, it is possible to suppress an excessive current and voltage generated in the switching element Q1 in the same manner as described in the overload protection circuit 2 of the first embodiment. Becomes possible,
As a result, it is possible to protect the switching element Q1 from an overload state in the event of an abnormality such as a load short circuit.

【0117】以上が第2の実施の形態としての電源回路
の説明であるが、上述もしたように、この回路によって
は第1の実施の形態で説明した回路とほぼ同様の動作、
及び効果が得られることとなる。ただし、この第2の実
施の形態の回路の場合には、特に以下にあげるような効
果が得られる。すなわち、本回路においては、制御巻線
NCと導通制御素子Q2からなる直列接続回路が、等化的
には一次側の自励発振駆動回路と接続されているもの
の、実際には二次側アース間に対して設けられ、絶縁コ
ンバータトランスPITの二次側に設けられている回路
となっている。そして、前述のようにして制御巻線NC
については、例えば三重絶縁線を選定して、一次側との
直流的絶縁性を確保したうえで、一次側の駆動巻線NB
と磁気結合された状態を得るようにしている。これによ
り、本実施の形態では、二次側の制御回路系と一次側ス
イッチングコンバータとの直流的絶縁状態を確保するた
めに、フォトカプラ等の部品素子を追加することが不要
となるという効果が得られるものである。例えば仮に、
制御巻線NCと導通制御素子Q2からなる直列接続回路を
一次側に備えるとすれば、例えばフォトカプラを介在さ
せるなどして、二次側の制御回路系と直流的に絶縁しな
ければならないことになる。
The above is the description of the power supply circuit as the second embodiment. However, as described above, the operation of this circuit is almost the same as that of the circuit described in the first embodiment.
And the effect can be obtained. However, in the case of the circuit of the second embodiment, the following effects are particularly obtained. In other words, in this circuit, the series connection circuit including the control winding NC and the conduction control element Q2 is connected to the primary side self-excited oscillation drive circuit in terms of equalization, but in reality, the secondary side ground. The circuit is provided between the insulating converter transformer PIT and the secondary side of the insulating converter transformer PIT. Then, as described above, the control winding NC
For example, select a triple insulated wire to secure DC insulation from the primary side, and then drive winding NB on the primary side.
I am trying to get a state that is magnetically coupled with. As a result, in the present embodiment, in order to secure the direct current insulation state between the secondary side control circuit system and the primary side switching converter, it is not necessary to add a component element such as a photo coupler. Is what you get. For example, if
If a series connection circuit consisting of the control winding NC and the conduction control element Q2 is provided on the primary side, it must be galvanically isolated from the control circuit system on the secondary side by interposing a photocoupler, for example. become.

【0118】また、さらに本実施の形態の過負荷保護回
路3は、第1の実施の形態の過負荷保護回路2とは異な
り、二次側直流出力電圧の負荷が短絡する等の異常時に
おいてスイッチング素子Q1にかかる負担を軽減するた
めに、二次側において負荷短絡時の電流を検出し、同じ
く二次側に配される制御巻線NCに流すべき電流量の制
御を行うことで、スイッチング素子Q1のスイッチング
周波数を制御する動作が得られる。つまり、本実施の形
態の場合は、この過負荷保護回路3による制御動作は二
次側において完結することになる。このため、本実施の
形態においては、この過負荷保護回路3による制御動作
を得るにあたって一次側と二次側を絶縁するフォトカプ
ラは不要となる。この結果部品点数の削減が可能とな
り、回路生産コストの削減が計られることとなる。
Further, unlike the overload protection circuit 2 of the first embodiment, the overload protection circuit 3 of the present embodiment is also provided in the event of an abnormality such as a short circuit of the load of the secondary side DC output voltage. In order to reduce the load on the switching element Q1, by detecting the current when the load is short-circuited on the secondary side and controlling the amount of current that should flow in the control winding NC also arranged on the secondary side, switching is performed. The operation of controlling the switching frequency of the element Q1 is obtained. That is, in the case of the present embodiment, the control operation by the overload protection circuit 3 is completed on the secondary side. Therefore, in the present embodiment, a photocoupler for insulating the primary side and the secondary side from each other is not necessary for obtaining the control operation by the overload protection circuit 3. As a result, the number of parts can be reduced, and the circuit production cost can be reduced.

【0119】なお、上記各実施の形態は、スイッチング
素子を1組備えるシングルエンド方式を採用するもので
あるが、スイッチング素子を2組備える、いわゆるプッ
シュプル方式による自励式の電圧共振形コンバータとさ
れても構わないものである。また、二次側についても、
図示した以外の回路構成による整流回路が備えられて構
わないものである。
Although each of the above-described embodiments adopts the single-end system having one set of switching elements, it is a self-excited voltage resonance converter of the so-called push-pull system having two sets of switching elements. It doesn't matter. Also on the secondary side,
A rectifying circuit having a circuit configuration other than that shown may be provided.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複合共振
形コンバータとして、ドライブトランスを備えた自励式
の構成を採る。これと共に、定電圧化のためのスイッチ
ング周波数制御は、導通制御素子の導通を制御すること
によって、スイッチング素子を駆動する自励発振駆動回
路(スイッチング駆動手段)における電流導通量を可変
制御することによって行うようにしている。そして、こ
のような構成であれば、これまでスイッチング周波数制
御に必要とされていた直交型制御トランスを省略するこ
とが可能になる。
As described above, the present invention adopts a self-excited configuration including a drive transformer as a composite resonance type converter. At the same time, the switching frequency control for constant voltage control is performed by controlling conduction of the conduction control element to variably control the amount of current conduction in the self-excited oscillation drive circuit (switching drive means) that drives the switching element. I am trying to do it. Then, with such a configuration, it becomes possible to omit the orthogonal control transformer which has been required for the switching frequency control up to now.

【0121】これにより、直交型制御トランスのギャッ
プのばらつき等に起因するインダクタンス値のばらつき
の問題は解消されることになる。特に本発明におけるド
ライブトランスのインダクタンスのばらつきは±5%程
度となる。このため、交流入力電圧の範囲に対するマー
ジンを少なく設定することが可能となるので、回路設計
も容易なものとすることが可能になる。また、直交型制
御トランスの製造工程の困難性にかかる問題も解消され
ることになる。直交型制御トランスの制御巻線に制御電
力を供給してスイッチング周波数を制御する構成ではな
いとされることで、軽負荷時の無効電力を低減し、電力
損失を低減できることになる。つまり、AC/DC電力
変換効率の向上も図られることになる。また、本発明に
おけるドライブトランスは、直交型制御トランスよりも
はるかに小型であるために、それだけ電源回路の小型軽
量化を促進することも可能となる。
As a result, the problem of the variation in the inductance value due to the variation in the gap of the orthogonal control transformer is solved. In particular, the variation of the inductance of the drive transformer in the present invention is about ± 5%. For this reason, it is possible to set a small margin for the range of the AC input voltage, so that the circuit design can be facilitated. Further, the problem of difficulty in the manufacturing process of the orthogonal control transformer can be solved. Since it is not configured to supply the control power to the control winding of the quadrature control transformer to control the switching frequency, it is possible to reduce the reactive power at the light load and reduce the power loss. That is, the AC / DC power conversion efficiency can be improved. Further, since the drive transformer in the present invention is much smaller than the orthogonal control transformer, it is possible to promote the reduction in size and weight of the power supply circuit.

【0122】また、導通制御素子(バイポーラトランジ
スタ)には、低電圧及び小レベルの電流が印加されるの
で、定電圧制御に要する電力も低減されることになる。
つまり、電源回路における無効電力が低減され、これに
よっても電源回路のAC/DC電力変換効率の低減を促
進させることができる。また、導通制御素子としては、
低耐圧、小容量品が選定されることにもなるので、この
点でも、小型軽量化、及び低コスト化が促進される。
Since a low voltage and a small level current are applied to the conduction control element (bipolar transistor), the power required for constant voltage control is also reduced.
That is, the reactive power in the power supply circuit is reduced, which also promotes the reduction of the AC / DC power conversion efficiency of the power supply circuit. Further, as the conduction control element,
Since a low withstand voltage and small capacity product is also selected, reduction in size and weight and cost reduction are promoted also in this respect.

【0123】また、本発明においては、導通制御素子の
ベース−エミッタ間電圧(制御入力端子電位)が、スイ
ッチング素子のオン期間内において鋸歯状波となるよう
にされている。これによっては、上記オン期間内におい
てスイッチング素子のベースに流れる逆方向電流のピー
クをより大きなものとする動作が得られるので、スイッ
チング素子の下降時間及び蓄積時間が短縮されて、それ
だけスイッチング損失が低減される。つまり、これによ
っても電力変換効率の向上を促進するようにしているも
のである。
Further, in the present invention, the base-emitter voltage (control input terminal potential) of the conduction control element is made to have a sawtooth wave within the ON period of the switching element. As a result, an operation that makes the peak of the reverse current flowing through the base of the switching element larger in the ON period can be obtained, so that the fall time and the accumulation time of the switching element are shortened and the switching loss is reduced accordingly. To be done. In other words, this also promotes the improvement of the power conversion efficiency.

【0124】また、スイッチング素子のエミッタと一次
側アースとの間に抵抗を挿入することによっては、導通
制御素子の制御範囲が拡大し、これに伴い交流入力電圧
の変動に対して定電圧制御の範囲も拡大することとな
る。
Further, by inserting a resistor between the emitter of the switching element and the primary side ground, the control range of the conduction control element is expanded, and accordingly, constant voltage control is performed against fluctuations in the AC input voltage. The range will also be expanded.

【0125】さらに、本発明では過負荷保護回路を設け
て、例えば二次側の負荷が短絡する等の異常時におい
て、スイッチング素子のスイッチング周波数を高くする
ようにしてスイッチング素子に生じる過大な電流及び電
圧を抑制するようにしている。この結果、負荷短絡時な
どの異常時において、スイッチング素子にかかる負担を
軽減することが可能となり、負荷短絡時などの異常時に
対する回路の信頼性が確保できる。また、スイッチング
素子としては、より耐圧が低く、また小電流容量のもの
を選定することが可能となり、回路の低コスト化及び小
型を図ることが可能になる。
Further, according to the present invention, an overload protection circuit is provided to increase the switching frequency of the switching element at the time of abnormality such as short-circuiting of the load on the secondary side. I try to suppress the voltage. As a result, it is possible to reduce the load on the switching element in the event of an abnormality such as a load short circuit, and to ensure the reliability of the circuit against an abnormality such as a load short circuit. Further, as the switching element, it is possible to select a switching element having a lower withstand voltage and a small current capacity, which makes it possible to reduce the cost and size of the circuit.

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

【図1】本発明、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す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記電源回路における定常動作時(定格最大負
荷時)の要部の動作を示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the main part of the power supply circuit during steady operation (at rated maximum load).

【図3】上記電源回路が備える過負荷保護回路動作時に
おける要部の動作を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform chart showing an operation of a main part when the overload protection circuit included in the power supply circuit is operating.

【図4】H字型コアによるドライブトランスの構造例を
示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a structural example of a drive transformer having an H-shaped core.

【図5】EI型コアによるドライブトランスの構造例を
示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a structural example of a drive transformer having an EI type core.

【図6】本発明、第2の実施の形態としてのスイッチン
グ電源回路の構成例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図7】先行技術としての電源回路の構成を示す回路図
である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit as prior art.

【図8】過電流制限回路を備えた先行技術としての電源
回路の構成を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit as a prior art including an overcurrent limiting circuit.

【図9】図8に示す回路の動作を示す波形図である。9 is a waveform chart showing the operation of the circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、5 制御回路、2、3 過負荷保護回路、Di ブ
リッジ整流回路、Ci平滑コンデンサ、Cr 一次側並
列共振コンデンサ、C2 二次側並列共振コンデンサ、
DO1,DO2,DO3,DO4 整流ダイオード、PIT 絶
縁コンバータトランス、N1 一次巻線、N2 二次巻
線、N3 三次巻線、CDT ドライブトランス、NA
検出巻線、NB 駆動巻線、NC 制御巻線、SW AC
スイッチ、CO1、CO2、CO3、CO4 平滑コンデンサ、
Q1 スイッチング素子、Q2 導通制御素子、Q3、Q
6、Q7 トランジスタ、Q4、Q5 小信号用サイリス
タ、Q9 シャントレギュレータ、C3 時定数コンデン
サ、C4 コンデンサ、D2ツェナーダイオード、RB
ベース電流制限抵抗、RS 起動抵抗、RO 過電流保護
抵抗
1, 5 Control circuit, 2, 3 Overload protection circuit, Di bridge rectifier circuit, Ci smoothing capacitor, Cr primary side parallel resonance capacitor, C2 secondary side parallel resonance capacitor,
DO1, DO2, DO3, DO4 Rectifier diode, PIT insulation converter transformer, N1 primary winding, N2 secondary winding, N3 tertiary winding, CDT drive transformer, NA
Detection winding, NB drive winding, NC control winding, SW AC
Switch, CO1, CO2, CO3, CO4 smoothing capacitor,
Q1 switching element, Q2 conduction control element, Q3, Q
6, Q7 transistor, Q4, Q5 small signal thyristor, Q9 shunt regulator, C3 time constant capacitor, C4 capacitor, D2 Zener diode, RB
Base current limiting resistance, RS starting resistance, RO overcurrent protection resistance

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流入力電圧を入力してスイッチングを
行うスイッチング素子を備えて成るスイッチング手段
と、 一次巻線と二次巻線とを備え、上記一次巻線に得られる
上記スイッチング手段の出力を上記二次巻線に対して伝
送する絶縁コンバータトランスと、 上記絶縁コンバータトランスの一次巻線と一次側並列共
振コンデンサとにより形成され、上記スイッチング手段
の動作を電圧共振形とするように設けられる一次側並列
共振回路と、 上記絶縁コンバータトランスの二次巻線に対して、二次
側共振コンデンサを接続することで形成される二次側共
振回路と、 上記二次側共振回路に得られる交番電圧を入力して整流
動作を行うことで直流出力電圧を得るように構成される
直流出力電圧生成手段と、 少なくとも検出巻線と、駆動巻線とが巻装され、上記検
出巻線が上記絶縁コンバータトランスの一次巻線に直列
に接続されることにより上記スイッチング手段の出力を
上記駆動巻線に伝達するドライブトランスと、 上記駆動巻線と共振用コンデンサにより形成される直列
共振回路を有して、この直列共振回路の出力に基づいて
上記スイッチング素子をスイッチング駆動するスイッチ
ング駆動手段と、 導通制御素子と、 上記導通制御素子としてのトランジスタ素子の制御入力
端子電位の波形が略鋸歯状となるようにして設けられる
時定数回路と、 上記直流出力電圧のレベルに応じて上記制御入力端子電
位の立ち上がり期間を可変して上記導通制御素子におけ
る電流導通量を可変制御することによって、上記スイッ
チング素子の駆動信号のレベルを可変し、この可変され
た上記駆動信号のレベルに応じてスイッチング素子のス
イッチング周波数が可変制御されるようにすることで、
上記直流出力電圧についての定電圧制御を行うようにさ
れる定電圧制御手段と、 当該電源回路内に生じた過大とされるレベルの電流を検
出することで、上記スイッチング素子のスイッチング周
波数が所定範囲内に維持されるように動作し、上記スイ
ッチング素子に発生する過大な電流、及び電圧が抑制さ
れるように制御する保護手段と、 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 comprising a switching element for inputting a DC input voltage to perform switching, a primary winding and a secondary winding, and an output of the switching means obtained from the primary winding. A primary formed by an insulating converter transformer transmitting to the secondary winding, a primary winding of the insulating converter transformer and a primary side parallel resonance capacitor, and provided so that the operation of the switching means is a voltage resonance type. Side parallel resonance circuit, a secondary side resonance circuit formed by connecting a secondary side resonance capacitor to the secondary winding of the insulating converter transformer, and an alternating voltage obtained in the secondary side resonance circuit. Is input to perform a rectification operation to obtain a DC output voltage, and a DC output voltage generating unit, at least the detection winding, and the drive winding are A drive transformer for transmitting the output of the switching means to the drive winding by connecting the detection winding in series with the primary winding of the insulating converter transformer, and the drive winding and the resonance capacitor. A switching drive means that has a series resonance circuit formed, and that drives the switching element based on the output of the series resonance circuit, a conduction control element, and a control input terminal potential of the transistor element as the conduction control element. And a time constant circuit provided so as to have a substantially sawtooth waveform, and the rising period of the control input terminal potential is varied according to the level of the DC output voltage to variably control the amount of current conduction in the conduction control element. By changing the level of the drive signal of the switching element, By such switching frequency of the switching element is variably controlled according to the level of No.,
The switching frequency of the switching element is within a predetermined range by detecting a constant voltage control means for performing constant voltage control on the DC output voltage and an excessive level of current generated in the power supply circuit. A switching power supply circuit comprising: a protection unit that operates so as to be maintained inside and that controls an excessive current and voltage generated in the switching element to be suppressed.
【請求項2】 上記定電圧手段は、 上記導通制御素子の出力端子(コレクタ)と上記スイッ
チング素子の入力端子を接続して、上記導通制御素子の
出力端子に上記スイッチング素子の駆動信号が分岐して
流れるようにすることによって、上記導通制御素子にお
ける電流導通量の変化に応じて、上記スイッチング素子
の駆動信号のレベルが可変されるように構成され、 上記保護手段は、 一次側直流入力電圧を動作電源として入力すると共に、
上記過大とされるレベルの電流を検出したのに応じて、
上記導通制御素子の制御入力端子に対して制御電流を供
給することで、上記スイッチング素子のスイッチング周
波数が所定範囲内に維持されるように構成される、 ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源回
路。
2. The constant voltage means connects an output terminal (collector) of the conduction control element and an input terminal of the switching element, and a drive signal of the switching element branches to an output terminal of the conduction control element. The level of the drive signal of the switching element is changed according to the change of the current conduction amount in the conduction control element, and the protection means controls the primary side DC input voltage. While inputting as operating power supply,
In response to detecting the excessive current level,
The switching frequency of the switching element is configured to be maintained within a predetermined range by supplying a control current to the control input terminal of the conduction control element. Switching power supply circuit.
【請求項3】上記定電圧制御手段は、 上記ドライブトランスに対して、絶縁コンバータトラン
スの二次側に在るとされる制御巻線を、上記駆動巻線と
密結合となるように巻装するとともに、 少なくとも、上記制御巻線と、上記導通制御素子として
のトランジスタ素子とを直列に接続して形成される導通
制御回路を備えることで、上記直流出力電圧のレベルに
応じて上記導通制御素子における電流導通量を可変制御
して、上記制御巻線に流れる制御電流を可変すること
で、上記スイッチング素子の駆動信号のレベルを可変制
御するように構成され、 上記保護手段は、 上記制御巻線に流すべき制御電流が分岐して流れるよう
にされることで、上記スイッチング素子のスイッチング
周波数が所定範囲内に維持されるように構成される、 ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源回
路。
3. The constant voltage control means winds the control winding, which is supposed to be on the secondary side of the insulating converter transformer, on the drive transformer so as to be tightly coupled to the drive winding. In addition, by providing at least a conduction control circuit formed by connecting the control winding and the transistor element as the conduction control element in series, the conduction control element according to the level of the DC output voltage. Is configured to variably control the level of the drive signal of the switching element by variably controlling the amount of current conduction in the control winding and varying the control current flowing in the control winding. It is characterized in that the control frequency to be supplied to the control element is branched so that the switching frequency of the switching element is maintained within a predetermined range. Switching power supply circuit according to claim 1,.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009247073A (en) * 2008-03-29 2009-10-22 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Switching power source
JP2009247074A (en) * 2008-03-29 2009-10-22 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Switching power source
JP2010283912A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Seiko Epson Corp Power circuit and electronic apparatus

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