JP2003235261A - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
- Publication number
- JP2003235261A JP2003235261A JP2002035166A JP2002035166A JP2003235261A JP 2003235261 A JP2003235261 A JP 2003235261A JP 2002035166 A JP2002035166 A JP 2002035166A JP 2002035166 A JP2002035166 A JP 2002035166A JP 2003235261 A JP2003235261 A JP 2003235261A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- choke coil
- control circuit
- smoothing
- forward converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォワードコンバータの出力平滑用のチョー
クコイルにダミー抵抗を接続せず、電力を有効活用でき
るスイッチング電源を提供する。 【解決手段】 トランスＴの一次側にスイッチング素子
Ｑ１を、二次側にダイオードＤ１、Ｄ２とチョークコイ
ルＬとコンデンサＣ２とを接続してフォワードコンバー
タを構成し、上記スイッチング素子Ｑ１に制御回路を接
続する。上記のフォワードコンバータを用いたスイッチ
ング電源において、二次側のチョークコイルＬに補助巻
線Ｌ２を設け、該補助巻線Ｌ２の出力電圧を整流・平滑
して得られた直流電圧を一次側のスイッチング素子の制
御回路に入力することを特徴としている。
クコイルにダミー抵抗を接続せず、電力を有効活用でき
るスイッチング電源を提供する。 【解決手段】 トランスＴの一次側にスイッチング素子
Ｑ１を、二次側にダイオードＤ１、Ｄ２とチョークコイ
ルＬとコンデンサＣ２とを接続してフォワードコンバー
タを構成し、上記スイッチング素子Ｑ１に制御回路を接
続する。上記のフォワードコンバータを用いたスイッチ
ング電源において、二次側のチョークコイルＬに補助巻
線Ｌ２を設け、該補助巻線Ｌ２の出力電圧を整流・平滑
して得られた直流電圧を一次側のスイッチング素子の制
御回路に入力することを特徴としている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォワードコンバ
ータを用いたスイッチング電源に関するものであり、特
に、電力の無駄をなくし、効率を高めたフォワードコン
バータに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図２は従来使用されているフォワードコ
ンバータを用いたスイッチング電源の回路図であり、ト
ランスＴの一次側にスイッチング素子Ｑ１を、二次側に
ダイオードＤ１、Ｄ２とチョークコイルＬとコンデンサ
Ｃ２とを接続してフォワードコンバータを構成し、上記
スイッチング素子Ｑ１に制御回路を接続する。そして、
起動後の制御回路への電源電圧は一次側の補助電源から
供給される。この回路においては、二次側のチョークコ
イルＬに臨界電流以上の電流が流れないと動作が安定し
ないため、二次側出力にダミー抵抗Ｒを接続して常時ダ
ミー電流を流し、チョークコイルＬに臨界電流以上の電
流が流れるようにしている。このため、変換効率が低下
し、フォワードコンバータの効率が低下する原因となっ
ていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】このように、従来のフ
ォワードコンバータでは、動作を安定させるため、ダミ
ー抵抗Ｒにダミー電流を常時流す必要があるので、変換
効率が低下するという問題があり、かかる効率低下を抑
えることができる回路構成が要求されていた。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、二次側で平滑
回路を構成するチョークコイルに補助巻線Ｌ２を設け、
補助巻線Ｌ２に誘起する電圧を整流・平滑し、該電圧を
一次側の制御回路の電源電圧として供給することによ
り、従来ダミー抵抗にダミー電流が流れ、常時消費して
いた電力を、一次側の制御回路で有効活用して電力の無
駄をなくし、フォワードコンバータ本来の特徴の１つで
ある高効率を、更により高いレベルで実現しようとする
ものである。すなわち、フォワードコンバータを用いた
スイッチング電源において、二次側のチョークコイルＬ
に補助巻線Ｌ２を設け、該補助巻線Ｌ２の出力電圧を整
流・平滑して得られた直流電圧を一次側のスイッチング
素子Ｑ１の制御回路に入力することを特徴とするスイッ
チング電源である。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら詳細に説明する。図１に、本発明の実
施例による回路例を示す。交流電圧ＡＣを整流回路ＢＤ
にて整流し、平滑コンデンサＣ１にて平滑することによ
り得られる直流電圧を、トランスＴの一次巻線Ｔ１と直
列に接続されたスイッチング素子（ＮＰＮトランジス
タ）Ｑ１に印加し、スイッチング素子Ｑ１を制御回路で
オン／オフさせて、トランスＴの二次巻線Ｔ２に電圧を
誘起させ、該電圧をダイオードＤ１、転流用のダイオー
ドＤ２にて整流し、チョークコイルと平滑コンデンサＣ
２で平滑し、直流電圧を二次側に出力する。チョークコ
イルは図３の断面図に示すように、同じ鉄心に平滑用の
主巻線Ｌ１と、補助巻線Ｌ２を巻き、複合チョークコイ
ルを形成している。上記チョークコイルでは、スイッチ
ング素子Ｑ１がオンの時、主巻線Ｌ１に二次側の出力電
圧と同じ電圧が励磁され、補助巻線Ｌ２に誘起された電
圧をダイオードＤ３にて整流し、平滑コンデンサＣ３に
て平滑することにより所定の直流電圧を制御回路に供給
することができる。今、二次側の出力電圧（平滑コンデ
ンサＣ２の両端電圧）をＶ(C2)、平滑コンデンサＣ３の
両端電圧をＶ(C3)、チョークコイルの主巻線Ｌ１の巻数
をＮ(L1)、補助巻線Ｌ２の巻数をＮ(L2)とするとＮ(L
1)、Ｎ(L2)の巻数比とＶ(C2)、Ｖ(C3)の電圧比は比例の
関係にあるため、下記関係式が成立する。 【０００６】 【数１】 【０００７】このように、チョークコイルの補助巻線Ｌ
２にて得られた電圧を、一次側の制御回路の電源電圧と
して供給することにより、ダミー抵抗で電圧バランスさ
せる必要がなくなり、ダミー抵抗をなくすることができ
る。また、Ｎ(L1)、Ｎ(L2)の巻数比と、主巻線Ｌ１より
供給する電流Ｉ１、補助巻線Ｌ２より供給する電流Ｉ２
の電流比は反比例の関係にあるため、下記関係式が成立
する。 【０００８】 【数２】 【０００９】今、Ｎ(L1)：Ｎ(L2)＝１：２とし、Ｉ１＝
２００ｍＡとすれば、〔数２〕より、Ｉ２＝１００ｍＡ
となる。すなわち、一次側の制御回路で１００ｍＡ消費
するのであれば、臨界電流が１００ｍＡ以下の場合、図
２のダミー抵抗Ｒに流れていたダミー電流を一次側の制
御回路に供給して有効活用することができる。すなわ
ち、ダミー抵抗Ｒで消費されていた電力を、一次側制御
回路の電力とすることができ、有効な電力として活用で
きるため、従来に比べ変換効率を大幅に改善することが
できる。なお、上記実施例では、スイッチング素子Ｑ１
にＮＰＮトランジスタを用いたが、これ以外にＦＥＴを
用いても同様の効果を得ることができる。 【００１０】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、フォワー
ドコンバータを用いたスイッチング電源において、二次
側で平滑回路を構成するチョークコイルを主巻線Ｌ１と
補助巻線Ｌ２とで構成し、該補助巻線Ｌ２と一次側の制
御回路との間の整流・平滑回路から、一次側の制御回路
へ電源電圧を供給することにより、これまでダミー抵抗
で消費されていた電力を一次側の制御回路で有効活用で
きるため、変換効率を大幅に改善することができる。
ータを用いたスイッチング電源に関するものであり、特
に、電力の無駄をなくし、効率を高めたフォワードコン
バータに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図２は従来使用されているフォワードコ
ンバータを用いたスイッチング電源の回路図であり、ト
ランスＴの一次側にスイッチング素子Ｑ１を、二次側に
ダイオードＤ１、Ｄ２とチョークコイルＬとコンデンサ
Ｃ２とを接続してフォワードコンバータを構成し、上記
スイッチング素子Ｑ１に制御回路を接続する。そして、
起動後の制御回路への電源電圧は一次側の補助電源から
供給される。この回路においては、二次側のチョークコ
イルＬに臨界電流以上の電流が流れないと動作が安定し
ないため、二次側出力にダミー抵抗Ｒを接続して常時ダ
ミー電流を流し、チョークコイルＬに臨界電流以上の電
流が流れるようにしている。このため、変換効率が低下
し、フォワードコンバータの効率が低下する原因となっ
ていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】このように、従来のフ
ォワードコンバータでは、動作を安定させるため、ダミ
ー抵抗Ｒにダミー電流を常時流す必要があるので、変換
効率が低下するという問題があり、かかる効率低下を抑
えることができる回路構成が要求されていた。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、二次側で平滑
回路を構成するチョークコイルに補助巻線Ｌ２を設け、
補助巻線Ｌ２に誘起する電圧を整流・平滑し、該電圧を
一次側の制御回路の電源電圧として供給することによ
り、従来ダミー抵抗にダミー電流が流れ、常時消費して
いた電力を、一次側の制御回路で有効活用して電力の無
駄をなくし、フォワードコンバータ本来の特徴の１つで
ある高効率を、更により高いレベルで実現しようとする
ものである。すなわち、フォワードコンバータを用いた
スイッチング電源において、二次側のチョークコイルＬ
に補助巻線Ｌ２を設け、該補助巻線Ｌ２の出力電圧を整
流・平滑して得られた直流電圧を一次側のスイッチング
素子Ｑ１の制御回路に入力することを特徴とするスイッ
チング電源である。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら詳細に説明する。図１に、本発明の実
施例による回路例を示す。交流電圧ＡＣを整流回路ＢＤ
にて整流し、平滑コンデンサＣ１にて平滑することによ
り得られる直流電圧を、トランスＴの一次巻線Ｔ１と直
列に接続されたスイッチング素子（ＮＰＮトランジス
タ）Ｑ１に印加し、スイッチング素子Ｑ１を制御回路で
オン／オフさせて、トランスＴの二次巻線Ｔ２に電圧を
誘起させ、該電圧をダイオードＤ１、転流用のダイオー
ドＤ２にて整流し、チョークコイルと平滑コンデンサＣ
２で平滑し、直流電圧を二次側に出力する。チョークコ
イルは図３の断面図に示すように、同じ鉄心に平滑用の
主巻線Ｌ１と、補助巻線Ｌ２を巻き、複合チョークコイ
ルを形成している。上記チョークコイルでは、スイッチ
ング素子Ｑ１がオンの時、主巻線Ｌ１に二次側の出力電
圧と同じ電圧が励磁され、補助巻線Ｌ２に誘起された電
圧をダイオードＤ３にて整流し、平滑コンデンサＣ３に
て平滑することにより所定の直流電圧を制御回路に供給
することができる。今、二次側の出力電圧（平滑コンデ
ンサＣ２の両端電圧）をＶ(C2)、平滑コンデンサＣ３の
両端電圧をＶ(C3)、チョークコイルの主巻線Ｌ１の巻数
をＮ(L1)、補助巻線Ｌ２の巻数をＮ(L2)とするとＮ(L
1)、Ｎ(L2)の巻数比とＶ(C2)、Ｖ(C3)の電圧比は比例の
関係にあるため、下記関係式が成立する。 【０００６】 【数１】 【０００７】このように、チョークコイルの補助巻線Ｌ
２にて得られた電圧を、一次側の制御回路の電源電圧と
して供給することにより、ダミー抵抗で電圧バランスさ
せる必要がなくなり、ダミー抵抗をなくすることができ
る。また、Ｎ(L1)、Ｎ(L2)の巻数比と、主巻線Ｌ１より
供給する電流Ｉ１、補助巻線Ｌ２より供給する電流Ｉ２
の電流比は反比例の関係にあるため、下記関係式が成立
する。 【０００８】 【数２】 【０００９】今、Ｎ(L1)：Ｎ(L2)＝１：２とし、Ｉ１＝
２００ｍＡとすれば、〔数２〕より、Ｉ２＝１００ｍＡ
となる。すなわち、一次側の制御回路で１００ｍＡ消費
するのであれば、臨界電流が１００ｍＡ以下の場合、図
２のダミー抵抗Ｒに流れていたダミー電流を一次側の制
御回路に供給して有効活用することができる。すなわ
ち、ダミー抵抗Ｒで消費されていた電力を、一次側制御
回路の電力とすることができ、有効な電力として活用で
きるため、従来に比べ変換効率を大幅に改善することが
できる。なお、上記実施例では、スイッチング素子Ｑ１
にＮＰＮトランジスタを用いたが、これ以外にＦＥＴを
用いても同様の効果を得ることができる。 【００１０】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、フォワー
ドコンバータを用いたスイッチング電源において、二次
側で平滑回路を構成するチョークコイルを主巻線Ｌ１と
補助巻線Ｌ２とで構成し、該補助巻線Ｌ２と一次側の制
御回路との間の整流・平滑回路から、一次側の制御回路
へ電源電圧を供給することにより、これまでダミー抵抗
で消費されていた電力を一次側の制御回路で有効活用で
きるため、変換効率を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すスイッチング電源の回路
図である。 【図２】従来のスイッチング電源の回路図である。 【図３】図１のスイッチング電源に使用されるチョーク
コイルの断面図である。 【符号の説明】 ＡＣ 交流電圧 ＢＤ 整流回路 Ｃ１〜Ｃ４ 平滑コンデンサ Ｔ トランス Ｔ１ 一次巻線 Ｔ２ 二次巻線 Ｔ３ トランスの補助巻線 Ｄ１〜Ｄ５ ダイオード Ｑ１ スイッチング素子（ＮＰＮトランジスタ） Ｌ チョークコイル Ｌ１ 主巻線 Ｌ２ 補助巻線 Ｒ ダミー抵抗 １ 第１の整流・平滑回路 ２ 第２の整流・平滑回路 ３ 第３の整流・平滑回路 ４ 補助電源
図である。 【図２】従来のスイッチング電源の回路図である。 【図３】図１のスイッチング電源に使用されるチョーク
コイルの断面図である。 【符号の説明】 ＡＣ 交流電圧 ＢＤ 整流回路 Ｃ１〜Ｃ４ 平滑コンデンサ Ｔ トランス Ｔ１ 一次巻線 Ｔ２ 二次巻線 Ｔ３ トランスの補助巻線 Ｄ１〜Ｄ５ ダイオード Ｑ１ スイッチング素子（ＮＰＮトランジスタ） Ｌ チョークコイル Ｌ１ 主巻線 Ｌ２ 補助巻線 Ｒ ダミー抵抗 １ 第１の整流・平滑回路 ２ 第２の整流・平滑回路 ３ 第３の整流・平滑回路 ４ 補助電源
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 フォワードコンバータを用いたスイッチ
ング電源において、二次側のチョークコイルに補助巻線
を設け、該補助巻線の出力電圧を整流・平滑して得られ
た直流電圧を一次側のスイッチング素子の制御回路に入
力することを特徴とするスイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002035166A JP2003235261A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002035166A JP2003235261A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | スイッチング電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003235261A true JP2003235261A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27777432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002035166A Pending JP2003235261A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003235261A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009010802A2 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | Cambridge Semiconductor Limited | Forward power converters |
-
2002
- 2002-02-13 JP JP2002035166A patent/JP2003235261A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009010802A2 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | Cambridge Semiconductor Limited | Forward power converters |
| WO2009010802A3 (en) * | 2007-07-17 | 2009-04-09 | Cambridge Semiconductor Ltd | Forward power converters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20080265670A1 (en) | Converter for Providing Several Output Voltages | |
| JP2001025243A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2680914B2 (ja) | スイッチング電源回路 | |
| WO2006054444A1 (ja) | 多出力スイッチング電源装置 | |
| JP4375839B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP4591861B2 (ja) | フライバックコンバータ | |
| JP2008289334A (ja) | スイッチング電源装置および電源制御方法 | |
| JP2003235261A (ja) | スイッチング電源 | |
| JP4234691B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2000152626A (ja) | 安定化電源 | |
| JP2003274660A (ja) | スイッチング電源回路 | |
| JP2605397B2 (ja) | 多出力スイッチング電源装置の起動回路 | |
| JPH0340757A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP3447975B2 (ja) | スイッチング電源回路 | |
| JPS6118416B2 (ja) | ||
| JP2974002B2 (ja) | フォワードコンバータ | |
| JPH08317640A (ja) | スイッチング電源装置の出力電圧検出回路 | |
| JP2003092881A (ja) | 電源装置の制御回路用電源 | |
| JPH11341805A (ja) | 安定化電源回路 | |
| JP2004320916A (ja) | Ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| JP2000245144A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2004242391A (ja) | 電源装置 | |
| JP2000324814A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JPH04145867A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2004147369A (ja) | スイッチング電源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040914 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070105 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070507 |