JP2003289668A - Feedback circuit for power supply unit - Google Patents
Feedback circuit for power supply unitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力電圧を安定化
するために設けられた電源装置のフィードバック回路に
関し、特にフィードバック信号を絶縁伝送するためのフ
ォトカプラを備えた電源装置のフィードバック回路に関
する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】入力側から出力側への
電力伝送用に絶縁トランスを備えたいわゆる絶縁型電源
装置では、出力電圧の安定化を図るためのフィードバッ
ク回路として、トランスの一次と二次間のフィードバッ
ク信号伝送に、発光素子と受光素子とを組み合わたフォ
トカプラを使用するのが一般的である。
【0003】図6は、こうした電源装置の一例を示す回
路図である。同図において、1,2は直流入力電圧Vi
を供給する入力電源(図示せず)を接続する入力端子
で、この入力端子1,2間には一次側と二次側とを絶縁
するトランス3の一次巻線3Aと、MOS型FETから
なるスイッチング素子4との直列回路が接続される。一
方、トランス3の二次巻線3Bには、例えばダイオード
やチークコイル,コンデンサなどで構成される整流平滑
回路5が接続される。そして、スイッチング素子4をス
イッチングすることにより、トランス3の一次巻線3A
に直流入力電圧Viが断続的に印加され、これによりト
ランス3の二次巻線3Bに誘起した電圧を整流平滑回路
5により整流平滑して、出力端子7,8の両端間に所定
の直流出力電圧Voを得るようにしている。
【0004】一方、11は主コンバータ回路からの直流出
力電圧Voを安定化させるフィードバック回路である。
ここでのフィードバック回路11は、出力電圧Voを分圧
する抵抗12,13と、この抵抗12,13の接続点から得られ
る出力電圧Voの検出信号を基準電源14の基準電圧と比
較して増幅するコンパレータとしてのオペアンプ15と、
オペアンプ15で得られた出力電圧Voの変動に応じた二
次側フィードバック信号を、電気的に絶縁してトランス
3の一次側に伝送するフォトカプラ16と、フォトカプラ
16により絶縁伝送された一次側フィードバック信号に基
づき、スイッチング素子4へのパルス駆動信号の導通幅
を制御する制御回路としての制御用IC17とを備えて構
成される。
【0005】フィードバック回路11には、その他にオペ
アンプ15の異常発振を防止するための位相補償回路とし
て、コンデンサ21と抵抗22との直列回路がオペアンプ15
の一方の入力端子と出力端子間に接続される。また、フ
ォトカプラ16の発光素子であるフォトダイオード16Aと
抵抗23との直列回路が、トランス3の二次側の動作電圧
Vcc2(出力電圧Voでもよい)ラインとオペアンプ15
の出力端子との間に接続される。なお、抵抗23はオペア
ンプ15の増幅率を設定するものである。さらに、フォト
カプラ16の受光素子であるフォトトランジスタ16Bと抵
抗24との直列回路が、トランス3の一次側の動作電圧V
cc1ラインと接地ラインとの間に接続され、このフォト
トランジスタ16Bと抵抗24の接続点から制御用IC17に
フィードバック信号が供給される。
【0006】そして、スイッチング素子4のスイッチン
グ動作中に、例えば出力電圧Voが上昇すると、抵抗1
2,13の接続点から得られる検出信号の電圧レベルも上
昇し、基準電源14の基準電圧との比較結果であるオペア
ンプ15の出力端子電圧Vampが低下する。これにより、
フォトダイオード16Aを流れる二次側フィードバック信
号の電流Ifひいてはフォトダイオード16Aの発光量が
増加すると共に、フォトトランジスタ16Bを流れる一次
側フィードバック信号の電流Icも増加して、制御用I
C17のフィードバック端子電圧Vfbが上昇し、制御用I
C17は出力電圧Voを下げるために、スイッチング素子
4へのパルス駆動信号の導通幅を狭める制御を行なう。
これに対して、出力電圧Voが低下した場合は、抵抗1
2,13の接続点から得られる検出信号の電圧レベルが低
下し、オペアンプ15の出力端子電圧Vampが上昇する。
これにより、フォトダイオード16Aを流れる電流Ifひ
いてはフォトダイオード16Aの発光量が減少すると共
に、フォトトランジスタ16Bを流れる電流Icが減少
し、制御用IC17のフィードバック端子電圧Vfbが低下
する。したがってこの場合には、制御用IC17が出力電
圧Voを上昇させるために、スイッチング素子4へのパ
ルス駆動信号の導通幅を広げる制御を行なう。
【0007】ところで、上記フィードバック回路11を構
成するフォトカプラ16は、その変換効率CTR(=(Ic/
If)×100)が、周囲温度によって変化するという特性
がある。このフォトカプラ16の変換効率CTRとは、入力
側のフォトダイオード16Aを流れる電流Ifに対する出
力側のフォトトランジスタ16Bを流れる電流Icが、ど
の位の割合であるのかを示すもので、パーセント(%)
で表わされる。
【0008】例えば図7に示すように、フォトカプラ16
の変換効率CTRが温度Taの上昇に伴ない低下するような
特性である場合には、フォトダイオード16Aを流れる電
流Ifが同じであっても、温度Taが上昇するに従ってフ
ォトトランジスタ16Bを流れる電流Icが少なくなる。
そのため、変換効率CTRが低下する温度Taの高い領域で
は、出力電圧Voに依存したオペアンプ15の出力端子電
圧Vampの変動分に対して、フォトトランジスタ16Bを
流れる電流Icの変動分(ΔIc/ΔVamp)が低下し、
結果的にこの出力端子電圧Vampの変動分に対するフィ
ードバック端子電圧Vfbの変動分(ΔVfb/ΔVamp)
が低下することになり、フィードバック回路11のゲイン
が低下する。
【0009】このように、フォトカプラ16の変換効率CT
Rが温度Taにより変化すると、特定の温度Taでフィー
ドバック回路11のゲインが低下して、出力端子7,8間
に接続する負荷(図示せず)の急変時や、あるいは入力
電圧Viの急変時において、出力電圧Voの応答性能が
悪化する(図7の例では、高温時において出力電圧Vo
の応答性能が悪化)という問題を生じていた。
【0010】本発明は、上記の課題に着目して成された
ものであって、その目的は、周囲温度が変化した場合で
も、フォトカプラの変換効率の温度特性に左右されるこ
となく、ゲインをほぼ一定に保つことができる電源装置
のフィードバック回路を得ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明における電源装置
のフィードバック回路は、上記目的を達成するために、
出力電圧の変動に応じたフィードバック信号を、受光素
子と発光素子とを組み合わせたフォトカプラにより伝送
して、前記出力電圧の安定化を図る電源装置のフィード
バック回路において、前記フォトカプラの発光素子から
受光素子への変換効率の温度による変化を補償する温度
補償素子を備えて構成される。
【0012】この場合、電源装置の周囲温度が変化する
のに伴なって、フォトカプラの変換効率が変動した場合
でも、フィードバック回路に備えた温度補償素子によっ
てこの変換効率の変動を補償することができる。したが
って、フォトカプラの変換効率の温度特性に左右される
ことなく、フィードバック回路のゲインをほぼ一定に保
つことができる。
【0013】
【発明の実施形態】以下、本発明における好ましい実施
態様について、添付図面を参照して詳細に説明する。な
お、各実施例において、従来例と同一部分には同一符号
を付し、その共通する箇所の説明は重複するため省略す
る。
【0014】図1〜図4は、本発明の第1実施例を示す
ものである。電源装置の回路構成を示す図1において、
本実施例ではフォトカプラ16のフォトダイオード16Aか
らフォトトランジスタ16Bへの変換効率CTRの温度によ
る変化を補償する温度補償素子として、フォトダイオー
ド16Aと直列回路をなす抵抗23の両端間に、サーミスタ
31を並列に接続している。それ以外の構成は、従来の図
6と全く共通している。
【0015】図1に示す回路構成では、フォトカプラ16
の変換効率CTRが、例えば前記図7に示すように、温度
Taの上昇に伴ない下がるような温度特性を有している
場合は、サーミスタ31の抵抗−温度特性は図2に示すよ
うに、温度Taが上昇するに従って抵抗値が低下するい
わゆる負特性のものを選定する。逆に、フォトカプラ16
の変換効率CTRが、温度Taの低下に伴ない下がるような
温度特性を有している場合は、図3に示すように、温度
が上昇するに従って抵抗値も上昇する正特性のサーミス
タ31を選定すればよい。
【0016】次に上記構成についてその作用を説明する
と、主コンバータ回路では、制御用IC17からのパルス
駆動信号によりスイッチング素子4がスイッチングさ
れ、トランス3の一次巻線3Aに直流入力電圧Viが断
続的に印加される。これにより、トランス3の二次巻線
3Bには一次巻線3Aとの巻線比に応じた電圧が誘起さ
れ、この電圧を整流平滑回路5により整流平滑すること
で、出力端子7,8の両端間に所定の直流出力電圧Vo
が発生する。
【0017】一方、主コンバータ回路の帰還ループを形
成するフィードバック回路11は、トランス3の二次側に
ある抵抗12,13により出力電圧Voを分圧し、この分圧
した検出信号と基準電源14からの基準電圧とをオペアン
プ15で比較し増幅する。そして、この比較結果に基づく
二次側フィードバック信号を、トランス3の一次側にあ
る制御用IC17にフォトカプラ16を介して絶縁伝送す
る。この場合、出力電圧Voが上昇すれば、二次側およ
び一次側のフィードバック信号の電流If,Icが増加し
て、制御用IC17のフィードバック端子電圧Vfbが上昇
し、制御用IC17はスイッチング素子4へのパルス駆動
信号の導通幅を狭める制御を行ない、出力電圧Voが低
下すれば、二次側および一次側のフィードバック信号の
電流If,Icが減少して、制御用IC17のフィードバッ
ク端子電圧Vfbが低下し、制御用IC17はスイッチング
素子4へのパルス駆動信号の導通幅を広げる制御を行な
う。
【0018】一方、フォトカプラ16の変換効率CTRが、
例えば前記図7に示す温度特性を有する場合、電源装置
の周囲温度が高温になるのに従って、このフォトカプラ
16の変換効率CTRは次第に低下する。しかし、フォトダ
イオード16Aと直列的に接続されたサーミスタ31の抵抗
値も次第に低下するので、オペアンプ15の出力端子電圧
Vampが同じであっても、温度Taが上昇するとフォトダ
イオード16Aを流れる二次側フィードバック信号の電流
Ifが増加する。すなわち、温度Taが上昇するに従っ
て、オペアンプ15の出力端子電圧Vampの変動分に対す
るフォトダイオード16Aを流れる電流Ifの変動分(Δ
If/ΔVamp)が大きくなり、出力端子電圧Vampの変
動分に対するフォトトランジスタ16Bを流れる電流Ic
の変動分(ΔIc/ΔVamp)が、低下することなくほぼ
一定に保たれる。したがって、出力端子電圧Vampの変
動分に対するフィードバック端子電圧Vfbの変動分(Δ
Vfb/ΔVamp)もほぼ一定となり、負荷若しくは入力
電圧Viの急変時において、出力電圧Voの応答性能は
悪化しない。
【0019】なお、上記構成におけるフィードバック回
路11を設計するに際しては、電源装置の使用温度範囲
(例えば、図7における温度Ta1〜Ta2の範囲)内で、
フォトカプラ16の変換効率CTRが最も高い場合(図7の
最高点Po)に、フィードバック系が不安定にならない
ように、ある程度ゲインに余裕を持たせて、例えばオペ
アンプ15の位相補償回路であるコンデンサ21や抵抗22の
定数を決定することが好ましい。その上で、この使用温
度範囲Ta1〜Ta2内で、フォトカプラ16の変換効率CTR
が低下する温度領域(図7では温度Ta2に向かう高温側
の領域)を、サーミスタ31で補償すればよい。こうすれ
ば、フィードバック回路11のゲインが使用温度範囲Ta1
〜Ta2内の全てでほぼ一定となり、望ましい応答性能を
得ることができる。
【0020】フォトカプラ16の変換効率CTRは、各素子
によって様々な温度特性を呈する。例えば図4に示すよ
うな温度特性のものでは、使用温度範囲Ta1〜Ta2内の
途中にフォトカプラ16の変換効率CTRの最高点Poがある
が、このような場合でも、フィードバック回路11のゲイ
ンが最高になる最高点Poの温度Taで、フィードバック
系が不安定にならないように設計を行ない、後はサーミ
スタ31でフォトカプラ16の変換効率CTRが低下する温度
領域(この例では、主に最高点Poから低温側の領域)
を補償すればよい。
【0021】以上のように本実施例では、出力電圧Vo
の変動に応じたフィードバック信号を、受光素子である
フォトダイオード16Aと発光素子であるフォトトランジ
スタ16Bとを組み合わせたフォトカプラ16により伝送し
て、出力電圧Voの安定化を図る電源装置のフィードバ
ック回路11において、このフィードバック回路11は、フ
ォトカプラ16のフォトダイオード16Aからフォトトラン
ジスタ16Bへの変換効率CTRの温度Taによる変化を補償
する温度補償素子としてのサーミスタ31を備えている。
【0022】この場合、電源装置の周囲温度が変化する
のに伴なって、フォトカプラ16の変換効率CTRが変動し
た場合でも、フィードバック回路11に備えたサーミスタ
31によってこの変換効率CTRの変動を補償することがで
きる。したがって、フォトカプラ16の変換効率CTRの温
度特性に左右されることなく、フィードバック回路11の
ゲインをほぼ一定に保つことができる。
【0023】また本実施例では、フォトカプラ16の変換
効率CTRが温度Taにより低下するに従って、フォトダイ
オード16Aを流れるフィードバック信号の電流Ifを増
加させる特性の温度補償素子すなわちサーミスタ31を、
このフォトダイオード16Aと直列に接続している。
【0024】この場合、出力電圧Voのレベルが一定で
あっても、フォトカプラ16の変換効率CTRが温度Taによ
り低下すれば、その変換効率CTRの低下を補償するよう
に、サーミスタ31がフォトダイオード16Aを流れるフィ
ードバック信号の電流Ifを増加させる。したがって、
フィードバック回路11のゲインは温度Taの変化に拘ら
ずほぼ一定に保たれる。
【0025】なお、本実施例のようにサーミスタ31を抵
抗23と並列に接続するのではなく、抵抗23の代わりにサ
ーミスタ31を接続して、出力電圧Voの検出信号と基準
電圧とを比較増幅するためのオペアンプ15の増幅率を決
める素子として兼用してもよい。こうすれば、フィード
バック回路11内の素子数を増やさずに済む。
【0026】次に、本発明の第2実施例を図5に基づき
説明する。なお、上記第1実施例と同一部分には同一符
号を付し、その共通する箇所の説明は重複するため省略
する。
【0027】この実施例では、温度補償素子としてのサ
ーミスタ31が、フォトトランジスタ16Bと直列回路をな
す抵抗24と並列に接続されている。そして、この図5に
示す回路構成では、フォトカプラ16の変換効率CTRが、
例えば前記図7に示すように、温度Taの上昇に伴ない
下がるような温度特性を有している場合は、サーミスタ
31の抵抗−温度特性は図3に示すように、温度Taが上
昇するに従って抵抗値も上昇する正特性のものを選定す
る。逆に、フォトカプラ16の変換効率CTRが、温度Taの
低下に伴ない下がるような温度特性を有している場合
は、図2に示すように、温度が上昇するに従って抵抗値
が低下する負特性のサーミスタ31を選定すればよい。
【0028】この場合、フォトカプラ16の変換効率CTR
が、例えば前記図7に示す温度特性を有する場合、電源
装置の周囲温度が高温になるのに従って、このフォトカ
プラ16の変換効率CTRは次第に低下する。しかし、フォ
トトランジスタ16Bと直列的に接続されたサーミスタ31
の抵抗値は次第に上昇するので、オペアンプ15の出力端
子電圧Vampの変動分に対するフォトトランジスタ16B
を流れる電流Icの変動分(ΔIc/ΔVamp)は小さく
なるものの、出力端子電圧Vampの変動分に対するフィ
ードバック端子電圧Vfbの変動分(ΔVfb/ΔVamp)
は低下することなくほぼ一定に保たれ、フォトカプラ16
の変換効率CTRが実質的に補償される。したがって、こ
の実施例においても、負荷若しくは入力電圧Viの急変
時において、出力電圧Voの応答性能は悪化しない。
【0029】以上のように本実施例でも、フォトカプラ
16のフォトダイオード16Aからフォトトランジスタ16B
への変換効率CTRの温度Taによる変化を補償する温度補
償素子としてのサーミスタ31を備えているため、電源装
置の周囲温度が変化するのに伴なって、フォトカプラ16
の変換効率CTRが変動した場合でも、フィードバック回
路11に備えたサーミスタ31によってこの変換効率CTRの
変動を補償することができる。したがって、フォトカプ
ラ16の変換効率CTRの温度特性に左右されることなく、
フィードバック回路11のゲインをほぼ一定に保つことが
できる。
【0030】また本実施例では、フォトカプラ16の変換
効率CTRが温度Taにより低下するに従って、制御用IC
17に印加する電圧レベルを高くするような特性の温度補
償素子すなわちサーミスタ31を、フォトトランジスタ16
Bと直列に接続している。
【0031】この場合、出力電圧Voのレベルが一定で
あっても、フォトカプラ16の変換効率CTRが温度Taによ
り低下すれば、その変換効率CTRの低下を補償するよう
に、サーミスタ31が制御用IC17に印加する電圧レベル
を高くする。したがって、フィードバック回路11のゲイ
ンは温度Taの変化に拘らずほぼ一定に保たれる。
【0032】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々の変形が可能である。例えば、本実施
例におけるフォトカプラの受光素子はフォトトランジス
タであるが、それ以外の例えばサイリスタやトライアッ
クなどを受光素子とした各種フォトカプラにも適用でき
る。また、温度補償素子としてはサーミスタの他に例え
ばバリスタなどの非線形素子を使用することができる。
さらに、電源装置としては、フォワード形やフライバッ
ク形などの絶縁トランスを備えた各種コンバータはもと
より、主コンバータ回路に絶縁トランスの介在しない非
絶縁電源装置にも適用できる。
【0033】
【発明の効果】本発明におけ電源装置のフィードバック
回路によれば、周囲温度が変化した場合でも、フォトカ
プラの変換効率の温度特性に左右されることなく、フィ
ードバック回路のゲインをほぼ一定に保つことができ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a feedback circuit of a power supply device provided for stabilizing an output voltage, and more particularly to a photocoupler for insulating and transmitting a feedback signal. The present invention relates to a feedback circuit of a power supply device provided with: [0002] In a so-called insulated power supply device provided with an insulating transformer for transmitting power from an input side to an output side, a so-called insulated power supply is used as a feedback circuit for stabilizing an output voltage. In general, a photocoupler combining a light emitting element and a light receiving element is used for transmitting a feedback signal between primary and secondary. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of such a power supply device. In the figure, reference numerals 1 and 2 denote a DC input voltage Vi.
And an input terminal for connecting an input power supply (not shown) for supplying a power supply. The primary winding 3A of a transformer 3 for insulating a primary side and a secondary side between the input terminals 1 and 2 and a MOS type FET. A series circuit with the switching element 4 is connected. On the other hand, the secondary winding 3B of the transformer 3 is connected to a rectifying / smoothing circuit 5 composed of, for example, a diode, a cheek coil, and a capacitor. By switching the switching element 4, the primary winding 3A of the transformer 3 is switched.
The DC input voltage Vi is intermittently applied to the output terminal, whereby the voltage induced in the secondary winding 3B of the transformer 3 is rectified and smoothed by the rectifying and smoothing circuit 5, and a predetermined DC output is applied between both ends of the output terminals 7 and 8. The voltage Vo is obtained. On the other hand, a feedback circuit 11 stabilizes the DC output voltage Vo from the main converter circuit.
Here, the feedback circuit 11 amplifies the resistors 12, 13 for dividing the output voltage Vo, and a detection signal of the output voltage Vo obtained from the connection point of the resistors 12, 13 with the reference voltage of the reference power supply 14 for amplification. An operational amplifier 15 as a comparator,
A photocoupler 16 that electrically insulates the secondary feedback signal corresponding to the variation of the output voltage Vo obtained by the operational amplifier 15 and transmits the signal to the primary side of the transformer 3;
A control IC 17 as a control circuit for controlling the conduction width of the pulse drive signal to the switching element 4 based on the primary feedback signal insulated and transmitted by the control device 16 is provided. The feedback circuit 11 further includes a series circuit of a capacitor 21 and a resistor 22 as a phase compensation circuit for preventing abnormal oscillation of the operational amplifier 15.
Is connected between one input terminal and the output terminal. Further, a series circuit of a photodiode 16A, which is a light emitting element of the photocoupler 16, and a resistor 23 includes an operating voltage Vcc2 (or output voltage Vo) line on the secondary side of the transformer 3 and an operational amplifier 15a.
Connected to the output terminal of Note that the resistor 23 sets the amplification factor of the operational amplifier 15. Further, a series circuit of a phototransistor 16B, which is a light receiving element of the photocoupler 16, and a resistor 24 forms an operating voltage V on the primary side of the transformer 3.
A feedback signal is supplied to the control IC 17 from the connection point of the phototransistor 16B and the resistor 24, which is connected between the cc1 line and the ground line. When the output voltage Vo increases during the switching operation of the switching element 4, for example, the resistance 1
The voltage level of the detection signal obtained from the connection point between 2 and 13 also increases, and the output terminal voltage Vamp of the operational amplifier 15 as a result of comparison with the reference voltage of the reference power supply 14 decreases. This allows
The current If of the secondary feedback signal flowing through the photodiode 16A, and thus the amount of light emitted from the photodiode 16A, increases, and the current Ic of the primary feedback signal flowing through the phototransistor 16B also increases.
The feedback terminal voltage Vfb of C17 rises and the control I
C17 performs control to reduce the conduction width of the pulse drive signal to the switching element 4 in order to lower the output voltage Vo.
On the other hand, when the output voltage Vo decreases, the resistance 1
The voltage level of the detection signal obtained from the connection point between 2 and 13 decreases, and the output terminal voltage Vamp of the operational amplifier 15 increases.
As a result, the current If flowing through the photodiode 16A and thus the light emission amount of the photodiode 16A decrease, the current Ic flowing through the phototransistor 16B decreases, and the feedback terminal voltage Vfb of the control IC 17 decreases. Therefore, in this case, in order for the control IC 17 to increase the output voltage Vo, control is performed to increase the conduction width of the pulse drive signal to the switching element 4. The photocoupler 16 constituting the feedback circuit 11 has a conversion efficiency CTR (= (Ic /
If) × 100) has a characteristic that varies with the ambient temperature. The conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 indicates the ratio of the current Ic flowing through the phototransistor 16B on the output side to the current If flowing through the photodiode 16A on the input side, and is expressed as a percentage (%).
Is represented by For example, as shown in FIG.
If the conversion efficiency CTR of the photodiode 16A decreases as the temperature Ta increases, the current Ic flowing through the phototransistor 16B increases as the temperature Ta increases, even if the current If flowing through the photodiode 16A is the same. Is reduced.
Therefore, in a region where the conversion efficiency CTR is low and the temperature Ta is high, a variation (ΔIc / ΔVamp) of the current Ic flowing through the phototransistor 16B with respect to a variation of the output terminal voltage Vamp of the operational amplifier 15 depending on the output voltage Vo. Decreases,
As a result, the variation of the feedback terminal voltage Vfb with respect to the variation of the output terminal voltage Vamp (ΔVfb / ΔVamp)
And the gain of the feedback circuit 11 decreases. As described above, the conversion efficiency CT of the photocoupler 16 is
When R changes according to the temperature Ta, the gain of the feedback circuit 11 decreases at a specific temperature Ta, and the load (not shown) connected between the output terminals 7 and 8 changes suddenly or the input voltage Vi changes suddenly. , The response performance of the output voltage Vo deteriorates (in the example of FIG.
Response performance deteriorates). SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problem, and has as its object the advantage that even when the ambient temperature changes, the gain is not affected by the temperature characteristics of the conversion efficiency of the photocoupler. Is to obtain a feedback circuit of a power supply device capable of keeping the constant substantially constant. According to the present invention, there is provided a feedback circuit for a power supply device, which achieves the above object.
In a feedback circuit of a power supply device for stabilizing the output voltage, a feedback signal corresponding to a change in the output voltage is transmitted by a photocoupler combining a light receiving element and a light emitting element. It is provided with a temperature compensating element for compensating for a change in conversion efficiency of the element due to temperature. In this case, even when the conversion efficiency of the photocoupler fluctuates as the ambient temperature of the power supply changes, the fluctuation of the conversion efficiency can be compensated for by the temperature compensation element provided in the feedback circuit. it can. Therefore, the gain of the feedback circuit can be kept substantially constant without being affected by the temperature characteristics of the conversion efficiency of the photocoupler. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In each embodiment, the same parts as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description of common parts will be omitted because they are duplicated. FIG. 1 to FIG. 4 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1 showing a circuit configuration of the power supply device,
In this embodiment, as a temperature compensating element for compensating a change in the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 from the photodiode 16A to the phototransistor 16B due to temperature, a thermistor is provided between both ends of a resistor 23 forming a series circuit with the photodiode 16A.
31 are connected in parallel. Other configurations are completely the same as those of the conventional FIG. In the circuit configuration shown in FIG.
If the conversion efficiency CTR of the thermistor 31 has a temperature characteristic that decreases with an increase in the temperature Ta as shown in FIG. 7, for example, the resistance-temperature characteristic of the thermistor 31 becomes as shown in FIG. A so-called negative characteristic in which the resistance value decreases as the temperature Ta increases is selected. Conversely, photocoupler 16
If the conversion efficiency CTR has a temperature characteristic that decreases as the temperature Ta decreases, a thermistor 31 having a positive characteristic in which the resistance value increases as the temperature increases as shown in FIG. 3 is selected. do it. Next, the operation of the above configuration will be described. In the main converter circuit, the switching element 4 is switched by a pulse drive signal from the control IC 17, and the DC input voltage Vi is intermittently applied to the primary winding 3A of the transformer 3. Is applied to As a result, a voltage corresponding to the turn ratio with respect to the primary winding 3A is induced in the secondary winding 3B of the transformer 3, and this voltage is rectified and smoothed by the rectifying and smoothing circuit 5 so that the output terminals 7, 8 A predetermined DC output voltage Vo is applied between both ends.
Occurs. On the other hand, the feedback circuit 11 forming the feedback loop of the main converter circuit divides the output voltage Vo by the resistors 12 and 13 on the secondary side of the transformer 3, and outputs the divided voltage from the divided detection signal and the reference power supply 14. The reference voltage is compared with an operational amplifier 15 and amplified. Then, the secondary feedback signal based on the comparison result is insulated and transmitted via the photocoupler 16 to the control IC 17 on the primary side of the transformer 3. In this case, if the output voltage Vo increases, the currents If and Ic of the secondary and primary side feedback signals increase, the feedback terminal voltage Vfb of the control IC 17 increases, and the control IC 17 When the output voltage Vo decreases, the currents If and Ic of the secondary-side and primary-side feedback signals decrease, and the feedback terminal voltage Vfb of the control IC 17 decreases. Then, the control IC 17 performs control to increase the conduction width of the pulse drive signal to the switching element 4. On the other hand, the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 is
For example, in a case where the photocoupler has the temperature characteristics shown in FIG.
The conversion efficiency CTR of 16 gradually decreases. However, since the resistance value of the thermistor 31 connected in series with the photodiode 16A also gradually decreases, even if the output terminal voltage Vamp of the operational amplifier 15 is the same, when the temperature Ta rises, the secondary side flowing through the photodiode 16A The current If of the feedback signal increases. That is, as the temperature Ta rises, the variation of the current If flowing through the photodiode 16A with respect to the variation of the output terminal voltage Vamp of the operational amplifier 15 (Δ
If / ΔVamp) increases, and the current Ic flowing through the phototransistor 16B with respect to the variation of the output terminal voltage Vamp
(ΔIc / ΔVamp) is kept almost constant without lowering. Therefore, the variation of the feedback terminal voltage Vfb with respect to the variation of the output terminal voltage Vamp (Δ
Vfb / ΔVamp) is also substantially constant, and the response performance of the output voltage Vo does not deteriorate when the load or the input voltage Vi changes suddenly. When designing the feedback circuit 11 having the above configuration, the feedback circuit 11 must be designed to operate within the operating temperature range of the power supply device (for example, the range of temperatures Ta1 to Ta2 in FIG. 7).
When the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 is the highest (the highest point Po in FIG. 7), a margin is provided to some extent so that the feedback system does not become unstable. For example, a capacitor as a phase compensation circuit of the operational amplifier 15 is provided. It is preferable to determine the constants of the resistor 21 and the resistor 22. In addition, the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 within the operating temperature range Ta1 to Ta2.
The temperature range in which the temperature decreases (in FIG. 7, the high temperature side toward the temperature Ta2) may be compensated by the thermistor 31. In this case, the gain of the feedback circuit 11 is set to the operating temperature range Ta1.
It becomes almost constant in all of the range from Ta2 to Ta2, and a desirable response performance can be obtained. The conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 exhibits various temperature characteristics depending on each element. For example, in the case of the temperature characteristic as shown in FIG. 4, the highest point Po of the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 is in the middle of the operating temperature range Ta1 to Ta2. The feedback system is designed so that the feedback system does not become unstable at the temperature Ta of the highest point Po at which the highest point is obtained, and the temperature range where the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 is reduced by the thermistor 31 (in this example, mainly the highest point Low temperature side from Po)
Should be compensated for. As described above, in this embodiment, the output voltage Vo
A feedback signal corresponding to the fluctuation of the photodetector 16 is transmitted by a photocoupler 16 in which a photodiode 16A as a light receiving element and a phototransistor 16B as a light emitting element are combined to stabilize the output voltage Vo. The feedback circuit 11 includes a thermistor 31 as a temperature compensating element for compensating a change in the conversion efficiency CTR from the photodiode 16A of the photocoupler 16 to the phototransistor 16B due to the temperature Ta. In this case, even if the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 fluctuates as the ambient temperature of the power supply changes, the thermistor provided in the feedback circuit 11
The fluctuation of the conversion efficiency CTR can be compensated by 31. Therefore, the gain of the feedback circuit 11 can be kept almost constant without being affected by the temperature characteristics of the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16. Further, in this embodiment, as the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 decreases with the temperature Ta, the temperature compensating element or thermistor 31 having the characteristic of increasing the current If of the feedback signal flowing through the photodiode 16A is provided.
It is connected in series with the photodiode 16A. In this case, even if the level of the output voltage Vo is constant, if the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 decreases due to the temperature Ta, the thermistor 31 operates so as to compensate for the reduction in the conversion efficiency CTR. The current If of the feedback signal flowing through 16 A is increased. Therefore,
The gain of the feedback circuit 11 is kept almost constant irrespective of the change in the temperature Ta. Note that, instead of connecting the thermistor 31 in parallel with the resistor 23 as in this embodiment, the thermistor 31 is connected instead of the resistor 23, and the detection signal of the output voltage Vo and the reference voltage are compared and amplified. May also be used as an element for determining the amplification factor of the operational amplifier 15 for performing the operation. By doing so, the number of elements in the feedback circuit 11 does not need to be increased. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the common portions will be omitted because they are duplicated. In this embodiment, a thermistor 31 as a temperature compensating element is connected in parallel with a resistor 24 forming a series circuit with the phototransistor 16B. In the circuit configuration shown in FIG. 5, the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 is
For example, as shown in FIG. 7, when the temperature characteristic is such that the temperature decreases as the temperature Ta increases, the thermistor
As shown in FIG. 3, a resistance-temperature characteristic of 31 is selected such that the resistance value increases as the temperature Ta increases. Conversely, when the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 has a temperature characteristic that decreases as the temperature Ta decreases, as shown in FIG. 2, the resistance value decreases as the temperature increases. What is necessary is just to select the thermistor 31 of the characteristic. In this case, the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16
However, for example, when the temperature characteristic shown in FIG. 7 is provided, the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 gradually decreases as the ambient temperature of the power supply increases. However, the thermistor 31 connected in series with the phototransistor 16B
The resistance of the phototransistor 16B with respect to the variation of the output terminal voltage Vamp of the operational amplifier 15 gradually increases.
Although the variation (ΔIc / ΔVamp) of the current Ic flowing through the feedback terminal becomes small, the variation of the feedback terminal voltage Vfb with respect to the variation of the output terminal voltage Vamp (ΔVfb / ΔVamp)
Is kept almost constant without lowering, and the photocoupler 16
Is substantially compensated for. Therefore, also in this embodiment, the response performance of the output voltage Vo does not deteriorate when the load or the input voltage Vi changes suddenly. As described above, also in this embodiment, the photocoupler
16 photodiodes 16A to phototransistors 16B
Is provided with a thermistor 31 as a temperature compensating element for compensating the change in the conversion efficiency CTR due to the temperature Ta, so that as the ambient temperature of the power supply device changes, the
Even when the conversion efficiency CTR changes, the thermistor 31 provided in the feedback circuit 11 can compensate for the change in the conversion efficiency CTR. Therefore, without being affected by the temperature characteristics of the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16,
The gain of the feedback circuit 11 can be kept almost constant. In this embodiment, as the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 decreases with the temperature Ta, the control IC
A temperature compensating element or thermistor 31 having such a characteristic that the voltage level applied to
B is connected in series. In this case, even if the level of the output voltage Vo is constant, if the conversion efficiency CTR of the photocoupler 16 decreases due to the temperature Ta, the thermistor 31 controls the conversion so as to compensate for the reduction in the conversion efficiency CTR. The voltage level applied to the IC 17 is increased. Therefore, the gain of the feedback circuit 11 is kept almost constant irrespective of the change in the temperature Ta. The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, the light receiving element of the photocoupler in the present embodiment is a phototransistor, but the present invention can be applied to other photocouplers using a light receiving element such as a thyristor or a triac. As the temperature compensating element, a non-linear element such as a varistor can be used in addition to the thermistor.
Further, the power supply device can be applied not only to various converters having an insulation transformer such as a forward type or a flyback type but also to a non-insulated power supply device in which an insulation transformer does not exist in a main converter circuit. According to the feedback circuit of the power supply device of the present invention, even if the ambient temperature changes, the gain of the feedback circuit can be substantially reduced without being affected by the temperature characteristics of the conversion efficiency of the photocoupler. Can be kept constant.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す電源装置の回路図で
ある。
【図2】同上温度補償素子として利用するサーミスタの
抵抗―温度特性を示すグラフである。
【図3】同上温度補償素子として利用するサーミスタの
抵抗―温度特性を示すグラフである。
【図4】フォトカプラの変換効率と温度との関係を示す
グラフである。
【図5】本発明の第2実施例を示す電源装置の回路図で
ある。
【図6】従来例を示す電源装置の回路図である。
【図7】フォトカプラの変換効率と温度との関係を示す
グラフである。
【符号の説明】
11 フィードバック回路
16 フォトカプラ
16A フォトダイオード(発光素子)
16B フォトトランジスタ(受光素子)
31 サーミスタ(温度補償素子)BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing resistance-temperature characteristics of a thermistor used as a temperature compensating element according to the first embodiment; FIG. 3 is a graph showing resistance-temperature characteristics of a thermistor used as a temperature compensating element according to the first embodiment; FIG. 4 is a graph showing the relationship between the conversion efficiency of a photocoupler and temperature. FIG. 5 is a circuit diagram of a power supply device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram of a power supply device showing a conventional example. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the conversion efficiency of a photocoupler and temperature. [Description of Signs] 11 Feedback circuit 16 Photocoupler 16A Photodiode (light-emitting element) 16B Phototransistor (light-receiving element) 31 Thermistor (temperature compensation element)
Claims (1)
信号を、受光素子と発光素子とを組み合わせたフォトカ
プラにより伝送して、前記出力電圧の安定化を図る電源
装置のフィードバック回路において、前記フォトカプラ
の発光素子から受光素子への変換効率の温度による変化
を補償する温度補償素子を備えたことを特徴とする電源
装置のフィードバック回路。Claims: 1. A power supply device for stabilizing an output voltage by transmitting a feedback signal corresponding to a change in an output voltage by a photocoupler combining a light receiving element and a light emitting element. A feedback circuit for a power supply device, wherein the circuit includes a temperature compensating element for compensating a change in conversion efficiency of the photocoupler from a light emitting element to a light receiving element with temperature.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005245092A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Omron Corp | Switching power supply |
JP2006079612A (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Power Integrations Inc | Compensation for parameter variation in feedback circuit |
JP2010142111A (en) * | 2004-03-15 | 2010-06-24 | Rohm Co Ltd | Power supply apparatus |
JP2013130506A (en) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Seiko C&E Co Ltd | Current detection circuit using photo coupler |
JP2014053221A (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Hitachi Appliances Inc | Induction heating cooker |
JP2016067118A (en) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 東芝ライテック株式会社 | Power supply circuit and illumination device |
JP2017017890A (en) * | 2015-07-02 | 2017-01-19 | Tdk株式会社 | Controller and control method of power supply unit |
CN106787651A (en) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 广州金升阳科技有限公司 | Compensation circuit and compensation control circuit |
US10181784B2 (en) | 2016-09-30 | 2019-01-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system and image forming apparatus |
JP2019536412A (en) * | 2017-09-22 | 2019-12-12 | オッポ広東移動通信有限公司 | Power supply circuit, power supply device and control method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6262621A (en) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | Sankusu Kk | Photoelectric switch |
JPS635434Y2 (en) * | 1982-04-27 | 1988-02-15 | ||
JPH07303372A (en) * | 1994-03-09 | 1995-11-14 | Toko Inc | Insulation type switching power source |
JPH11225429A (en) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Fujitsu Denso Ltd | Remote-sensing power supply unit |
JP2000092827A (en) * | 1998-09-11 | 2000-03-31 | Fuji Electric Co Ltd | Switching power supply |
JP2000338146A (en) * | 1999-05-26 | 2000-12-08 | Matsushita Electric Works Ltd | Current detecting circuit |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002088721A patent/JP2003289668A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS635434Y2 (en) * | 1982-04-27 | 1988-02-15 | ||
JPS6262621A (en) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | Sankusu Kk | Photoelectric switch |
JPH07303372A (en) * | 1994-03-09 | 1995-11-14 | Toko Inc | Insulation type switching power source |
JPH11225429A (en) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Fujitsu Denso Ltd | Remote-sensing power supply unit |
JP2000092827A (en) * | 1998-09-11 | 2000-03-31 | Fuji Electric Co Ltd | Switching power supply |
JP2000338146A (en) * | 1999-05-26 | 2000-12-08 | Matsushita Electric Works Ltd | Current detecting circuit |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005245092A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Omron Corp | Switching power supply |
JP2010142111A (en) * | 2004-03-15 | 2010-06-24 | Rohm Co Ltd | Power supply apparatus |
JP2006079612A (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Power Integrations Inc | Compensation for parameter variation in feedback circuit |
JP2013130506A (en) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Seiko C&E Co Ltd | Current detection circuit using photo coupler |
JP2014053221A (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Hitachi Appliances Inc | Induction heating cooker |
JP2016067118A (en) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 東芝ライテック株式会社 | Power supply circuit and illumination device |
JP2017017890A (en) * | 2015-07-02 | 2017-01-19 | Tdk株式会社 | Controller and control method of power supply unit |
US10181784B2 (en) | 2016-09-30 | 2019-01-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system and image forming apparatus |
CN106787651A (en) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 广州金升阳科技有限公司 | Compensation circuit and compensation control circuit |
JP2019536412A (en) * | 2017-09-22 | 2019-12-12 | オッポ広東移動通信有限公司 | Power supply circuit, power supply device and control method |
US11251712B2 (en) | 2017-09-22 | 2022-02-15 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Power supply circuit, power supply device and control method |
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