JP2009254091A - Switching power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、負荷に安定化した直流電圧を供給するスイッチング電源装置に関する。 The present invention relates to a switching power supply that supplies a stabilized DC voltage to a load.
直流電源からトランスの一次巻線に供給する電流をスイッチングトランジスタによりオン、オフし、そのトランスの二次巻線に誘起した電圧を整流平滑化した直流電圧を負荷に供給し、その直流電圧と設定基準電圧と比較し、誤差分に応じてスイッチングトランジスタのオン期間を制御することにより、負荷に供給する直流電圧を安定化するスイッチング電源装置は、既に各種の構成が提案され、且つ実用化されている。例えば、図３は従来例のスイッチング電源装置を示すものであり、ＤＣは直流電源で、電池として図示しているが、通常は、商用交流電圧を整流して平滑化した直流電圧を供給する構成が一般的である。又Ｔは一次巻線ｎ１と第一の二次巻線ｎ２−１と第二の二次巻線ｎ２−２と制御用補助巻線ｎ３とを有するトランス、ＳＷは電源スイッチ、Ｑ１は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等のスイッチングトランジスタ、Ｑ２は制御トランジスタ、ＰＣはフィードバック用のフォトカプラ、ＬＤ１，ＬＤ２は半導体集積回路（ＩＣ）等の負荷、ＦＭは冷却用ファンを駆動する為のファンモータ、Ｄ１，Ｄ２はダイオード、ＺＤ１はツェナーダイオード、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサを示す。なお、抵抗Ｒ１は起動用の高抵抗値のものであり、起動後は切り離す構成とすることも可能である。又コンデンサＣ１，Ｃ２は、ダイオードＤ１，Ｄ２により整流された電圧の平滑回路を構成するコンデンサであって、リアクトルや抵抗等は図示を省略している。又コンデンサＣ３と抵抗Ｒ３とは、スイッチングトランジスタＱ１をスイッチング駆動する為のパルス発生回路に相当する。 The current supplied from the DC power source to the transformer primary winding is turned on and off by the switching transistor, and the DC voltage obtained by rectifying and smoothing the voltage induced in the transformer secondary winding is supplied to the load, and the DC voltage is set. Switching power supply devices that stabilize the DC voltage supplied to the load by controlling the ON period of the switching transistor according to the error compared to the reference voltage have already been proposed and put into practical use. Yes. For example, FIG. 3 shows a conventional switching power supply apparatus, where DC is a direct current power supply and is shown as a battery, but usually a configuration in which a commercial AC voltage is rectified and supplied with a smoothed DC voltage. Is common. T is a transformer having a primary winding n1, a first secondary winding n2-1, a second secondary winding n2-2, and a control auxiliary winding n3, SW is a power switch, and Q1 is a field effect. Switching transistor such as a transistor (FET), Q2 is a control transistor, PC is a photocoupler for feedback, LD1 and LD2 are loads of a semiconductor integrated circuit (IC), FM is a fan motor for driving a cooling fan, D1 , D2 are diodes, ZD1 is a Zener diode, R1 to R4 are resistors, and C1 to C3 are capacitors. Note that the resistor R1 has a high resistance value for activation and can be disconnected after activation. Capacitors C1 and C2 are capacitors constituting a smoothing circuit for the voltage rectified by the diodes D1 and D2, and the reactor, resistance, and the like are not shown. The capacitor C3 and the resistor R3 correspond to a pulse generation circuit for switching the switching transistor Q1.
電源スイッチＳＷをオンとすると、スイッチングトランジスタＱ１のゲートに、起動用の抵抗Ｒ１を介して電圧が加えられて、スイッチングトランジスタＱ１はオンとなり、直流電源ＤＣからトランスＴの一次巻線ｎ１に電流が流れ、二次巻線ｎ２−１，ｎ２−２及び制御用補助巻線ｎ３に電圧が誘起する。その制御用補助巻線ｎ３の誘起電圧を、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３との直列回路を介してスイッチングトランジスタＱ１のゲートに電圧Ｖ４として印加する。この電圧Ｖ４は、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３とによる時定数に従ったパルス電圧であり、このパルス電圧のパルス幅及び周期に従ってスイッチングトランジスタＱ１のオン、オフのスイッチング動作が繰り返される。なお、制御トランジスタＱ２がオンとなると、スイッチングトランジスタＱ１のゲートにパルス電圧が印加されないで、スイッチングトランジスタＱ１はオフとなる。 When the power switch SW is turned on, a voltage is applied to the gate of the switching transistor Q1 via the starting resistor R1, the switching transistor Q1 is turned on, and a current flows from the DC power source DC to the primary winding n1 of the transformer T. A voltage is induced in the secondary windings n2-1 and n2-2 and the control auxiliary winding n3. The induced voltage of the control auxiliary winding n3 is applied as a voltage V4 to the gate of the switching transistor Q1 through a series circuit of a resistor R3 and a capacitor C3. This voltage V4 is a pulse voltage according to the time constant by the resistor R3 and the capacitor C3, and the switching operation of the switching transistor Q1 on and off is repeated according to the pulse width and period of this pulse voltage. When the control transistor Q2 is turned on, no pulse voltage is applied to the gate of the switching transistor Q1, and the switching transistor Q1 is turned off.
又第二の二次巻線ｎ２−２の誘起電圧を、ダイオードＤ１により整流し、コンデンサＣ１により平滑化して負荷ＬＤ２に直流電圧Ｖ２を供給する。又第一の二次巻線ｎ２−１の誘起電圧を、ダイオードＤ２により整流し、コンデンサＣ２により平滑化して負荷ＬＤ１とファンモータＦＭとに対して直流電圧Ｖ１を供給する。この直流電圧Ｖ１がツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧を超えると、即ち、直流電圧Ｖ１が設定値を超えると、フォトカプラＰＣがオン状態となり、制御トランジスタＱ２のベースに、オン状態のフォトカプラＰＣと抵抗Ｒ２とを介して、制御用補助巻線ｎ３の誘起電圧を印加し、制御トランジスタＱ２をオンとして、スイッチングトランジスタＱ１をオフとする。それにより、負荷ＬＤ１とファンモータＦＭとに印加する電圧Ｖ１を安定化することができる。この場合、負荷ＬＤ１に供給する直流電圧Ｖ１と、負荷ＬＤ２に供給する直流電圧Ｖ２とを同一とする構成又は異なる構成とすることができる。 The induced voltage of the second secondary winding n2-2 is rectified by the diode D1, smoothed by the capacitor C1, and the DC voltage V2 is supplied to the load LD2. The induced voltage of the first secondary winding n2-1 is rectified by the diode D2, smoothed by the capacitor C2, and the DC voltage V1 is supplied to the load LD1 and the fan motor FM. When the DC voltage V1 exceeds the Zener voltage of the Zener diode ZD1, that is, when the DC voltage V1 exceeds the set value, the photocoupler PC is turned on, and the on-state photocoupler PC and the resistance are connected to the base of the control transistor Q2. The induced voltage of the control auxiliary winding n3 is applied via R2, the control transistor Q2 is turned on, and the switching transistor Q1 is turned off. Thereby, the voltage V1 applied to the load LD1 and the fan motor FM can be stabilized. In this case, the DC voltage V1 supplied to the load LD1 and the DC voltage V2 supplied to the load LD2 can be the same or different.
又トランスの二次側の誘起電圧を整流平滑化して負荷に供給し、その負荷に供給する電圧を検出し、フォトカプラを介してトランスの一次側にフィードバックし、負荷に供給する電圧の安定化と、過電圧保護とを行うスイッチング電源装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。
従来例の図３に示すスイッチング電源装置は、スイッチングトランジスタＱ１のオン、オフを制御する為に、鋸歯状波、三角波等のタイミング制御の為の信号発生器を含むパルス幅制御回路や、出力電圧と基準電圧とを比較して、パルス幅制御回路のパルス幅の制御信号を入力するフィードバック制御用の誤差増幅器等を省略可能とした比較的簡単な構成であり、トランスＴの第一の二次巻線ｎ２−１にダイオードＤ２を介して負荷ＬＤ１のみに直流電圧Ｖ１を供給する場合、即ち、ファンモータＦＭを接続していない場合は、電源スイッチＳＷをオンとして起動した時に、所望の直流電圧を供給することが可能である。しかし、種々の状況によって、空冷用のファンを駆動する為の図示のようなファンモータＦＭや、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の起動時に突入電流が流れる負荷を接続する必要が発生する。このような場合、電源スイッチＳＷをオンとして起動した時に、トランスＴの第一の二次巻線ｎ２−１の誘起電圧を整流して印加するファンモータＦＭ等の負荷に、大きな突入電流が流れる。この場合でも、二次巻線ｎ２−１の誘起電圧を整流した直流電圧Ｖ１をフィードバックしてスイッチングトランジスタＱ１のスイッチング制御を行うものであるから、直流電圧Ｖ１は設定値以上には上昇しないように制御される。このように、第一の二次巻線ｎ２−１の誘起電圧を安定化できるが、第二の二次巻線ｎ２−２の誘起電圧は、直接フィードバック制御に寄与しないものであるから、一方の直流電圧Ｖ１を設定値となるように制御しても、他方の直流電圧Ｖ２は設定値を超えることになり、負荷ＬＤ２に対しては、過電圧印加の状態が発生し、負荷ＬＤ２を破損する可能性の問題がある。特に負荷ＬＤ２が半導体集積回路等の場合には、過電圧によって障害が発生する。 The conventional switching power supply shown in FIG. 3 has a pulse width control circuit including a signal generator for timing control such as a sawtooth wave and a triangular wave, and an output voltage for controlling on / off of the switching transistor Q1. And a reference voltage, and a comparatively simple configuration in which an error amplifier for feedback control that inputs a pulse width control signal of the pulse width control circuit can be omitted, and the first secondary of the transformer T When the DC voltage V1 is supplied only to the load LD1 via the diode D2 to the winding n2-1, that is, when the fan motor FM is not connected, when the power switch SW is turned on and activated, the desired DC voltage Can be supplied. However, depending on various situations, it is necessary to connect a fan motor FM as shown in the figure for driving an air cooling fan or a load through which an inrush current flows when starting a DC / DC converter or the like. In such a case, when the power switch SW is turned on and activated, a large inrush current flows through a load such as the fan motor FM that rectifies and applies the induced voltage of the first secondary winding n2-1 of the transformer T. . Even in this case, the DC voltage V1 obtained by rectifying the induced voltage of the secondary winding n2-1 is fed back to perform switching control of the switching transistor Q1, so that the DC voltage V1 does not rise above the set value. Be controlled. Thus, although the induced voltage of the first secondary winding n2-1 can be stabilized, the induced voltage of the second secondary winding n2-2 does not directly contribute to feedback control. Even if the DC voltage V1 is controlled so as to become the set value, the other DC voltage V2 exceeds the set value, and an overvoltage is applied to the load LD2, and the load LD2 is damaged. There is a possibility problem. In particular, when the load LD2 is a semiconductor integrated circuit or the like, a failure occurs due to overvoltage.
例えば、図４に、前述の負荷ＬＤ１，ＬＤ２にそれぞれ印加する直流電圧Ｖ１，Ｖ２と、スイッチングトランジスタＱ１のゲートに印加する電圧Ｖ４として示すパルスデューティと、ファンモータＦＭに流れる電流Ｉ１との起動時の概要特性を示すもので、横軸は時間ｔ、縦軸は電圧Ｖと電流Ｉとを示す。電源スイッチＳＷをオンとしてからの時間経過に従って、負荷ＬＤ１，ＬＤ２に印加する直流電圧Ｖ１，Ｖ２は上昇を開始し、又ファンモータＦＭに流れる電流Ｉ１も上昇し、ファンモータＦＭが所定の回転数に達すると、電流Ｉ１は一定値となる。この電流Ｉ１の上昇時には、直流電圧Ｖ１を一定に維持する為に、スイッチングトランジスタＱ１のゲートに抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３とを介して印加する電圧Ｖ４としてのパルスのデューティは、制御トランジスタＱ２がオンとならないので、最大値ＭＡＸとなる。その為に、負荷ＬＤ１及びファンモータＦＭに印加する一方の直流電圧Ｖ１を安定化しても、負荷ＬＤ２に印加する他方の直流電圧Ｖ２は、負荷ＬＤ２に対して許容最大値ＭＡＸを超える問題がある。 For example, in FIG. 4, when the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2, respectively, the pulse duty shown as the voltage V4 applied to the gate of the switching transistor Q1, and the current I1 flowing through the fan motor FM are started. The horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents voltage V and current I. As time elapses after the power switch SW is turned on, the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2 start to rise, and the current I1 flowing through the fan motor FM also rises, so that the fan motor FM has a predetermined rotational speed. The current I1 becomes a constant value. When the current I1 rises, the duty of the pulse as the voltage V4 applied to the gate of the switching transistor Q1 via the resistor R3 and the capacitor C3 in order to keep the DC voltage V1 constant is such that the control transistor Q2 is turned on. Therefore, the maximum value MAX is obtained. Therefore, even if one DC voltage V1 applied to the load LD1 and the fan motor FM is stabilized, there is a problem that the other DC voltage V2 applied to the load LD2 exceeds the allowable maximum value MAX with respect to the load LD2. .
本発明は、前述の従来例の問題点を解決することを目的とするもので、電源スイッチをオンとして、第一の二次巻線ｎ２−１の誘起電圧を整流した直流電圧を印加する負荷が、前述のファンモータＦＭやＤＣ／ＤＣコンバータのように突入電流が流れる特性の場合、フィードバック制御していない第二の二次巻線ｎ２−２側の直流電圧が設定値を超えて上昇しないように、低コストでもって保護するものである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional example. A load that turns on the power switch and applies a DC voltage obtained by rectifying the induced voltage of the first secondary winding n2-1. However, in the case where the inrush current flows as in the case of the fan motor FM or the DC / DC converter described above, the DC voltage on the second secondary winding n2-2 side that is not feedback controlled does not increase beyond the set value. Thus, it protects at low cost.
本発明のスイッチング電源装置は、一次巻線と制御用補助巻線と複数の二次巻線を有するトランスと、このトランスの一次巻線に直流電圧を印加する為の電源スイッチ及びスイッチングトランジスタと、トランスの制御用補助巻線の誘起電圧を、スイッチングトランジスタのゲートにパルス電圧として印加する為の直列接続の抵抗とコンデンサと、スイッチングトランジスタのゲートに印加するパルス電圧を、オン状態によりバイパスする制御トランジスタと、複数の二次巻線の中の第一の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として印加した時に突入電流が流れる負荷に供給する整流平滑化回路と、その負荷に印加する直流電圧が設定値を超えた時に、制御トランジスタをオンとするように接続した第一のツェナーダイオードと、複数の二次巻線の中の第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する整流平滑化回路とを含むスイッチング電源装置であって、第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する整流平滑化回路の出力直流電圧が設定値を超えた時に、この出力直流電圧を、制御トランジスタのベースに印加するように接続した第二のツェナーダイオードを設けた構成を有するものであり、又直流電圧を印加した時に突入電流が流れる負荷として、直流電源側からは容量性負荷のように見えるＤＣ／ＤＣコンバータ又は直流モータにより空冷用のファンを駆動する構成のファンモータ等がある。 The switching power supply device of the present invention includes a primary winding, a control auxiliary winding, a transformer having a plurality of secondary windings, a power switch and a switching transistor for applying a DC voltage to the primary winding of the transformer, A series-connected resistor and capacitor for applying the induced voltage of the auxiliary winding for controlling the transformer as a pulse voltage to the gate of the switching transistor, and a control transistor for bypassing the pulse voltage to be applied to the gate of the switching transistor depending on the ON state A rectifying / smoothing circuit that supplies a load through which an inrush current flows when an induced voltage of a first secondary winding among a plurality of secondary windings is applied as a DC voltage, and a DC voltage applied to the load is A first Zener diode connected to turn on the control transistor when the set value is exceeded, and a plurality of secondary windings And a rectifying / smoothing circuit for supplying the induced voltage of the second secondary winding as a DC voltage to the load, wherein the induced voltage of the second secondary winding is applied to the load as the DC voltage. When the output DC voltage of the supplied rectifying / smoothing circuit exceeds a set value, the output DC voltage is provided with a second Zener diode connected so as to be applied to the base of the control transistor, As a load through which an inrush current flows when a DC voltage is applied, there is a fan motor configured to drive an air cooling fan by a DC / DC converter or a DC motor that looks like a capacitive load from the DC power supply side.
フィードバック制御により出力直流電圧の安定化を図る第一の二次巻線側に対して、第二の二次巻線側は、従来フィードバック制御を行う構成でないことにより、設定直流電圧を超える直流電圧となるが、第二のツェナーダイオードを介して第二の二次巻線側の整流平滑化した直流電圧を制御トランジスタのベースに供給する簡単な構成によって、第二の二次巻線側の負荷に印加する直流電圧を設定値に抑制することができる。なお、第二の二次巻線側の負荷と並列に第二のツェナーダイオードを接続して過電圧保護を行う場合、電力損失が増大し、スイッチング電源装置としての効率が多少低下するが、前述の構成により、効率を低下させることなく、簡単且つ廉価な構成により、突入電流による問題を解決することができる。 In contrast to the first secondary winding side that stabilizes the output DC voltage by feedback control, the second secondary winding side is not configured to perform conventional feedback control, and thus the DC voltage that exceeds the set DC voltage. However, the load on the second secondary winding side can be obtained by a simple configuration in which the rectified and smoothed DC voltage on the second secondary winding side is supplied to the base of the control transistor via the second Zener diode. The DC voltage applied to can be suppressed to a set value. When overvoltage protection is performed by connecting a second Zener diode in parallel with the load on the second secondary winding side, the power loss increases and the efficiency as a switching power supply device is slightly reduced. With the configuration, the problem caused by the inrush current can be solved with a simple and inexpensive configuration without reducing the efficiency.
本発明のスイッチング電源装置は、一次巻線と制御用補助巻線と複数の二次巻線を有するトランスと、このトランスの一次巻線に直流電圧を印加する為の電源スイッチ及びスイッチングトランジスタと、トランスの制御用補助巻線の誘起電圧を、スイッチングトランジスタのゲートにパルス電圧として印加する為の直列接続の抵抗とコンデンサと、スイッチングトランジスタのゲートに印加するパルス電圧を、オン状態となった時にバイパスしてスイッチングトランジスタをオフ状態とする為の制御トランジスタと、複数の二次巻線の中の第一の二次巻線の誘起電圧を、整流平滑化した直流電圧に変換して印加した時に突入電流が流れる負荷、例えば、ファンモータに供給する整流平滑化回路と、このファンモータ等の負荷に印加する直流電圧が設定値を超えた時に、制御トランジスタをオンとするように、フォトカプラを介して接続した第一のツェナーダイオードと、複数の二次巻線の中の第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する整流平滑化回路とを含むスイッチング電源装置であって、第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する整流平滑化回路の出力直流電圧が設定値を超えた時に、この設定値と同一の値のツェナー電圧を有する第二のツェナーダイオードを介して、制御トランジスタのベースに印加する構成とする。 The switching power supply device of the present invention includes a primary winding, a control auxiliary winding, a transformer having a plurality of secondary windings, a power switch and a switching transistor for applying a DC voltage to the primary winding of the transformer, Bypass the resistor and capacitor connected in series to apply the induced voltage of the auxiliary winding for controlling the transformer as a pulse voltage to the gate of the switching transistor, and the pulse voltage to be applied to the gate of the switching transistor. The control transistor for turning off the switching transistor and the induced voltage of the first secondary winding among the plurality of secondary windings are converted into a rectified and smoothed DC voltage and applied. A load through which current flows, for example, a rectifying / smoothing circuit supplied to the fan motor, and a DC power applied to the load such as the fan motor When the voltage exceeds the set value, the induced voltage of the first zener diode connected via the photocoupler to turn on the control transistor and the second secondary winding among the plurality of secondary windings And a rectifying / smoothing circuit that supplies a rectifying / smoothing circuit as a DC voltage to a load, wherein an output DC voltage of the rectifying / smoothing circuit that supplies an induced voltage of the second secondary winding as a DC voltage to the load is set When the value is exceeded, the voltage is applied to the base of the control transistor via the second Zener diode having the same Zener voltage as the set value.
図１は、本発明の実施例の説明図であり、ＤＣは直流電源、Ｔはトランス、ｎ１は一次巻線、ｎ２−１，ｎ２−２は第一、第二の二次巻線、ｎ３は制御用補助巻線、ＳＷは電源スイッチ、Ｑ１は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等のスイッチングトランジスタ、Ｑ２は制御トランジスタ、ＰＣはフィードバック用のフォトカプラ、ＬＤ１，ＬＤ２は半導体集積回路（ＩＣ）等の負荷、ＲＤは直流電圧印加時に突入電流が流れる負荷、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータや空冷用のファンモータ等の負荷、Ｄ１，Ｄ２はダイオード、ＺＤ１，ＺＤ２は第一、第二のツェナーダイオード、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサを示す。なお、抵抗Ｒ１は起動用の高抵抗値のものであり、起動後は切り離す構成とすることもできる。又従来例の構成と同様に、コンデンサＣ１，Ｃ２は、ダイオードＤ１，Ｄ２により整流された電圧の平滑回路を構成するコンデンサであって、リアクトルや抵抗等は図示を省略している。又コンデンサＣ３と抵抗Ｒ３とは、スイッチングトランジスタＱ１をスイッチング駆動する為のパルス発生回路に相当する。又直流電源ＤＣは、従来例と同様に、商用交流電圧を整流平滑化した構成とすることができる。 FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention, in which DC is a DC power source, T is a transformer, n1 is a primary winding, n2-1 and n2-2 are first and second secondary windings, n3 Is an auxiliary winding for control, SW is a power switch, Q1 is a switching transistor such as a field effect transistor (FET), Q2 is a control transistor, PC is a photocoupler for feedback, LD1 and LD2 are semiconductor integrated circuits (IC), etc. Load, RD is a load through which an inrush current flows when a DC voltage is applied, for example, a load such as a DC / DC converter or a fan motor for air cooling, D1, D2 are diodes, ZD1, ZD2 are first and second Zener diodes, R1 ˜R4 is a resistor, and C1 to C3 are capacitors. Note that the resistor R1 has a high resistance value for activation and can be disconnected after activation. Similarly to the configuration of the conventional example, the capacitors C1 and C2 are capacitors that constitute a smoothing circuit for the voltage rectified by the diodes D1 and D2, and the reactor, resistance, and the like are not shown. The capacitor C3 and the resistor R3 correspond to a pulse generation circuit for switching the switching transistor Q1. Further, the DC power source DC can be configured such that a commercial AC voltage is rectified and smoothed as in the conventional example.
スイッチングトランジスタＱ１をオン、オフして、負荷ＬＤ１，ＬＤ２及び負荷ＲＤに印加する直流電圧Ｖ１，Ｖ２を安定化する定常状態の動作は、従来例と同様であり、前述の説明と重複する内容は省略する。この実施例は、制御トランジスタＱ２のベースに、第二のツェナーダイオードＺＤ２を介して、負荷ＬＤ２に印加する直流電圧Ｖ２を入力できるように構成したものである。この第二のツェナーダイオードＺＤ２は、負荷ＬＤ２に印加する直流電圧Ｖ２が設定値に対応して選定したツェナー電圧を超えると、オンとなって、制御トランジスタＱ２のベースにその直流電圧Ｖ２を印加し、制御トランジスタＱ２をオンとして、スイッチングトランジスタＱ１を強制的にオフとする。それにより、負荷ＬＤ２に印加する直流電圧Ｖ２の上昇を抑制する。 The steady state operation of stabilizing the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2 and the load RD by turning on and off the switching transistor Q1 is the same as the conventional example, and the contents overlapping with the above description are as follows. Omitted. In this embodiment, a DC voltage V2 to be applied to a load LD2 can be input to the base of the control transistor Q2 via a second Zener diode ZD2. The second Zener diode ZD2 is turned on when the DC voltage V2 applied to the load LD2 exceeds the Zener voltage selected corresponding to the set value, and applies the DC voltage V2 to the base of the control transistor Q2. Then, the control transistor Q2 is turned on and the switching transistor Q1 is forcibly turned off. Thereby, an increase in the DC voltage V2 applied to the load LD2 is suppressed.
図２は、本発明の実施例１の動作説明図であり、電源スイッチＳＷをオンとして、負荷ＬＤ１，ＬＤ２にそれぞれ印加する直流電圧Ｖ１，Ｖ２と、スイッチングトランジスタＱ１のゲートに印加する電圧Ｖ４として示すパルスデューティと、ＤＣ／ＤＣコンバータやファンモータ等の負荷ＲＤに流れる電流Ｉ１との概要特性を示し、横軸は時間ｔ、縦軸は電圧Ｖと電流Ｉとパルスデューティとを示す。電源スイッチＳＷをオンとしてからの時間経過に従って、負荷ＬＤ１，ＬＤ２に印加する直流電圧Ｖ１，Ｖ２は上昇を開始し、又付加ＲＤに流れる電流Ｉ１も上昇し、負荷ＲＤとしての例えばファンモータが所定の回転数に達した時、又はＤＣ／ＤＣコンバータが安定動作状態となった時、電流Ｉ１は一定値となる。 FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention. When the power switch SW is turned on, the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2, respectively, and the voltage V4 applied to the gate of the switching transistor Q1. The outline characteristics of the pulse duty shown and the current I1 flowing through the load RD such as a DC / DC converter or a fan motor are shown, the horizontal axis shows time t, and the vertical axis shows the voltage V, current I, and pulse duty. As time elapses after the power switch SW is turned on, the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2 start to rise, and the current I1 flowing through the additional RD also rises. For example, a fan motor as the load RD is predetermined. When the number of rotations reaches or when the DC / DC converter enters a stable operation state, the current I1 becomes a constant value.
この場合のファンモータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、容量性負荷等の突入電流が流れる負荷ＲＤの起動過程に於いて、負荷ＬＤ２に印加する直流電圧Ｖ２が設定値を超えると、ツェナーダイオードＺＤ２を介して制御トランジスタＱ２をオンとし、スイッチングトランジスタＱ１をオフとする。従って、Ｖ４として示すパルスデューティは、最大値ＭＡＸにはならない。それにより、負荷ＬＤ２に印加する直流電圧Ｖ２を最大値ＭＡＸ以下の所定値に維持することができる。その場合に、負荷ＬＤ１及びファンモータやＤＣ／ＤＣコンバータ等の負荷に印加する直流電圧Ｖ１は、設定値に上昇するまでの時間が多少長くなるが、ファンモータやＤＣ／ＤＣコンバータ等の負荷に流れる突入電流Ｉ１を抑制すると共に、第二の二次巻線ｎ２−２側の負荷ＬＤ２に印加する直流電圧Ｖ２の異常上昇を抑制することが可能となる。 In this case, if the DC voltage V2 applied to the load LD2 exceeds the set value in the starting process of the load RD through which an inrush current flows such as a fan motor, a DC / DC converter, and a capacitive load, the zener diode ZD2 is used. The control transistor Q2 is turned on and the switching transistor Q1 is turned off. Therefore, the pulse duty shown as V4 does not become the maximum value MAX. Thereby, the DC voltage V2 applied to the load LD2 can be maintained at a predetermined value equal to or less than the maximum value MAX. In this case, the DC voltage V1 applied to the load LD1 and the load such as the fan motor or the DC / DC converter is somewhat longer until it rises to the set value. While suppressing the flowing inrush current I1, it is possible to suppress an abnormal increase in the DC voltage V2 applied to the load LD2 on the second secondary winding n2-2 side.
ＤＣ 直流電源
Ｑ１ スイッチングトランジスタ
Ｑ２ 制御トランジスタ
Ｔ トランス
ｎ１ 一次巻線
ｎ２−１ 第一の二次巻線
ｎ２−２ 第二の二次巻線
ｎ３ 制御用補助巻線
ＳＷ 電源スイッチ
ＰＣ フォトカプラ
ＬＤ１，ＬＤ２ 負荷
ＲＤ 突入電流が流れる負荷
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
ＺＤ１，ＺＤ２ 第一、第二のツェナーダイオード
Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗
DC DC power source Q1 switching transistor Q2 control transistor T transformer n1 primary winding n2-1 first secondary winding n2-2 second secondary winding n3 auxiliary winding for control SW power switch PC photocoupler LD1, LD2 Load RD Load through which inrush current flows D1, D2 Diodes ZD1, ZD2 First and second Zener diodes C1-C3 Capacitors R1-R4 Resistance
Claims (3)
前記第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する整流平滑化回路の出力直流電圧が設定値を超えた時に、該出力直流電圧を前記制御トランジスタのベースに印加するように接続した第二のツェナーダイオードを設けた
ことを特徴とするスイッチング電源装置。 A transformer having a primary winding, a control auxiliary winding and a plurality of secondary windings, a power switch and a switching transistor for applying a DC voltage to the primary winding, and an induced voltage of the control auxiliary winding. A series-connected resistor and capacitor for applying a pulse voltage to the gate of the switching transistor, a control transistor for bypassing the pulse voltage applied to the gate of the switching transistor, and a second of the plurality of secondary windings A rectifying / smoothing circuit that supplies a load through which an inrush current flows when an induced voltage of one secondary winding is applied as a DC voltage; and when the DC voltage applied to the load exceeds a set value, the control transistor is turned on. The induced voltage of the first Zener diode connected in such a manner and the second secondary winding of the plurality of secondary windings is a DC voltage. In the switching power supply device comprising a supply rectifying smoothing circuit to the load,
When the output DC voltage of the rectifying / smoothing circuit that supplies the induced voltage of the second secondary winding as a DC voltage to the load exceeds a set value, the output DC voltage is applied to the base of the control transistor. A switching power supply comprising a connected second Zener diode.
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