JP2012205365A - Switching power supply device - Google Patents

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Tomohiro Miyata
智弘 宮田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply device which, when in a non-loaded or lightly loaded state, automatically switches output voltages to a standby voltage lower than a rated voltage.SOLUTION: A switching power supply device, which rectifies and then smooths an AC voltage to convert it into a prescribed DC voltage, comes with a transformer for the switching power supply device, the transformer being provided with primary and secondary windings. The secondary winding includes a secondary side rectification-smoothing circuit consisting of a diode and a capacitor and an error amplifier which sends out a signal for detecting the voltage of the secondary side rectification-smoothing circuit via a resistor and adjusting it to a prescribed DC voltage. The secondary winding includes a detection circuit for rectifying and then integrating a pulse voltage generated in the secondary winding to detect voltage, which circuit, when the integrated voltage is less than a predetermined voltage, changes a detection resistor value of the error amplifier to make it a standby voltage lower than a rated voltage.

Description

本発明は、スイッチング電源装置に係り、特にACアダプタなどの軽負荷、無負荷状態において所定の出力電圧を必要としない場合には、自動で出力電圧を低下させる切替制御に関するものである。   The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to switching control for automatically reducing an output voltage when a predetermined output voltage is not required in a light load or no load state such as an AC adapter.

図6に示すスイッチング電源装置1bは、出力電圧可変形電源回路で構成されており、スイッチングレギュレータに、出力電流を検出する電流検出回路CDを設け、この電流検出回路CDにより出力電流を検出している。もし、電源と負荷との接続に使用されているケーブルが外れて出力電流がゼロとなった場合に、電流検出回路CDから信号が送出され、出力電圧の誤差電圧生成回路EAの検出抵抗の抵抗値を変化させて出力電圧を本来の電圧値よりも低く制御させるものである。   The switching power supply device 1b shown in FIG. 6 is composed of a variable output voltage power supply circuit. A switching regulator is provided with a current detection circuit CD for detecting an output current, and the output current is detected by the current detection circuit CD. Yes. If the cable used to connect the power source and the load is disconnected and the output current becomes zero, a signal is sent from the current detection circuit CD, and the resistance of the detection resistor of the output voltage error voltage generation circuit EA By changing the value, the output voltage is controlled to be lower than the original voltage value.

特開2000−92830号公報JP 2000-92830 A

しかし、特許文献1では出力に電流検出抵抗を配して出力電流を監視するため、常時、電流検出抵抗の損失が生じる。また、無負荷・軽負荷〜定格電流までを1つの検出抵抗で賄うには、少なくとも軽負荷時の出力電流を正確に検出できるだけの検出電圧が必要であり、電流検出抵抗値を前述の検出値に設定すると、定格電流が流れた時の抵抗損失が出力電流の2乗に比例するので甚大になってしまう問題がある。

すなわち、無負荷・軽負荷時の消費電力を改善できても、定格負荷時の消費電力を増大してしまうおそれがあった。
However, in Patent Document 1, since a current detection resistor is arranged on the output and the output current is monitored, a loss of the current detection resistor always occurs. In addition, in order to cover no load, light load to rated current with a single detection resistor, a detection voltage that can accurately detect at least the output current at light load is required, and the current detection resistance value is the aforementioned detection value. Is set, the resistance loss when the rated current flows is proportional to the square of the output current, so that there is a problem that it becomes large.

That is, even if the power consumption at no load / light load can be improved, the power consumption at the rated load may increase.

そこで本発明では従来技術を鑑み、無負荷・軽負荷時の検出を、トランスの2次巻線に生じるパルス電圧信号を基に判断し、出力電流を検出せずに無負荷・軽負荷時の出力電圧を低電圧に切り換えて消費電力を削減することを提案する。   Therefore, in the present invention, in view of the prior art, detection at the time of no load / light load is determined based on a pulse voltage signal generated in the secondary winding of the transformer, and the output current is not detected without detecting the output current. We propose to reduce the power consumption by switching the output voltage to a low voltage.

交流電圧を整流平滑し、所定の直流電圧に変換するスイッチング電源装置であって、スイッチング電源装置に備えられるトランスと、トランスには少なくとも1次巻線と2次巻線とが備えられ、2次巻線にはダイオードとコンデンサからなる2次側整流平滑回路と、2次側整流平滑回路の電圧を、抵抗を介して検出して所定の直流電圧に制御するための信号を送出するエラーアンプを備え、2次巻線には、2次巻線に発生するパルス電圧を整流し積分して電圧を検出する手段を備えた電圧切替回路を備え、電圧切替回路は積分した電圧が予め定められた電圧未満になった場合に、エラーアンプの検出抵抗値を変化させて、所定の直流電圧よりも低い待機電圧にすることを特徴とする。
また、前記スイッチング電源装置は、オン・オフ方式のDC−DCコンバータから構成され、電圧切替回路はスイッチングオフ時の前記2次巻線に発生するパルス電圧を整流し積分して電圧を検出することを特徴とする。
また、交流電圧を整流平滑し、所定の直流電圧に変換するスイッチング電源装置であって、スイッチング電源装置に備えられるトランスと、トランスには少なくとも1次巻線と2次巻線とが備えられ、2次巻線にはダイオードとコンデンサからなる2次側整流平滑回路と、2次側整流平滑回路の電圧を出力電圧として負荷に供給し、2次側整流平滑回路の電圧を、抵抗を介して検出して所定の直流電圧に制御するための信号を送出するエラーアンプを備え、2次巻線には、2次巻線に発生するパルス電圧を整流し抵抗とコンデンサにより積分して時定数を検出する機能を備えた第1の電圧切替回路と、第1の電圧切替回路よりも時定数が短く設定された第2の電圧切替回路を備え、第1の電圧切替回路は2次巻線に発生するパルス電圧が予め定められた第1の時定数未満になった場合に、エラーアンプの検出抵抗値を変化させて、所定の直流電圧よりも低い待機電圧に切り換える手段を備え、第2の電圧切替回路は2次巻線に発生するパルス電圧が予め定められた第2の時定数未満になった場合に、エラーアンプの検出抵抗値を変化させて、所定の直流電圧よりも低く、かつ待機電圧より高い電圧に切り換える手段を備えたことを特徴とする。
また、スイッチング電源装置は、オン・オフ方式のDC−DCコンバータから構成され、第1の電圧切替回路と第2の電圧切替回路はスイッチングオフ時の2次巻線に発生するパルス電圧を整流し積分して電圧を検出することを特徴とする。
また、第1の電圧切替回路による出力電圧の切り替えは、2次側整流平滑回路の容量と出力端子に接続される負荷容量との総和と負荷電流とにより低下した出力電圧が第2の電圧切替回路による切替られた電圧に達する時間において、第1の電圧切替回路の時定数よりも長い場合に行われることを特徴とする。
A switching power supply device that rectifies and smoothes an AC voltage and converts it into a predetermined DC voltage, and includes a transformer provided in the switching power supply device, and the transformer includes at least a primary winding and a secondary winding. The winding has a secondary side rectifying / smoothing circuit composed of a diode and a capacitor, and an error amplifier for detecting a voltage of the secondary side rectifying / smoothing circuit through a resistor and sending a signal for controlling to a predetermined DC voltage. The secondary winding includes a voltage switching circuit having a means for detecting the voltage by rectifying and integrating the pulse voltage generated in the secondary winding, and the voltage switching circuit has a predetermined integrated voltage. When the voltage becomes lower than the voltage, the detection resistance value of the error amplifier is changed to make the standby voltage lower than a predetermined DC voltage.
In addition, the switching power supply device is composed of an on / off type DC-DC converter, and the voltage switching circuit rectifies and integrates the pulse voltage generated in the secondary winding at the time of switching off to detect the voltage. It is characterized by.
Also, a switching power supply device that rectifies and smoothes an AC voltage and converts it to a predetermined DC voltage, the transformer provided in the switching power supply device, and the transformer includes at least a primary winding and a secondary winding, In the secondary winding, the voltage of the secondary side rectifying / smoothing circuit composed of a diode and a capacitor and the voltage of the secondary side rectifying / smoothing circuit are supplied to the load as an output voltage, and the voltage of the secondary side rectifying / smoothing circuit is supplied via a resistor. An error amplifier that detects and sends a signal for controlling to a predetermined DC voltage is provided. The secondary winding rectifies the pulse voltage generated in the secondary winding and integrates it with a resistor and capacitor to set the time constant. A first voltage switching circuit having a detection function; and a second voltage switching circuit having a time constant set shorter than that of the first voltage switching circuit. The first voltage switching circuit is connected to the secondary winding. Generated pulse voltage in advance The second voltage switching circuit is provided with a means for changing the detection resistance value of the error amplifier to a standby voltage lower than a predetermined DC voltage when the measured time becomes less than the first time constant. When the pulse voltage generated in the winding becomes less than a predetermined second time constant, the detection resistance value of the error amplifier is changed to a voltage lower than the predetermined DC voltage and higher than the standby voltage. A switching means is provided.
The switching power supply device is composed of an on / off type DC-DC converter, and the first voltage switching circuit and the second voltage switching circuit rectify the pulse voltage generated in the secondary winding when switching off. The voltage is detected by integration.
Further, the output voltage switching by the first voltage switching circuit is such that the output voltage reduced by the sum of the capacitance of the secondary side rectifying and smoothing circuit and the load capacitance connected to the output terminal and the load current is the second voltage switching. The time for reaching the switched voltage by the circuit is longer than the time constant of the first voltage switching circuit.

本発明によれば、無負荷・軽負荷状態を電流検出抵抗により検出しないので、定格負荷状態における電流検出抵抗の電力損失と部品を無くし、無負荷〜軽負荷における出力電圧の切り替え機能と定格負荷状態での効率向上とを両立し、負荷状態の全域で省エネ効果を得ることができる。   According to the present invention, the no load / light load state is not detected by the current detection resistor, so the power loss and parts of the current detection resistor in the rated load state are eliminated, the output voltage switching function and the rated load from no load to light load are eliminated. It is possible to achieve an energy saving effect in the entire load state while achieving both efficiency improvement in the state.

本発明の実施例1のスイッチング電源装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the switching power supply device of Example 1 of this invention. 図1に示した実施例1の各部の信号を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the signal of each part of Example 1 shown in FIG. 本発明の実施例2のスイッチング電源装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the switching power supply device of Example 2 of this invention. 図3に示した実施例2の各部の信号を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the signal of each part of Example 2 shown in FIG. 図3に示したタイミングチャートの拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the timing chart shown in FIG. 3. 従来のスイッチング電源装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the conventional switching power supply device.

次に、本発明による実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。   Next, embodiments according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1であるスイッチング電源装置1の回路構成を示した図である。
図1は、フライバック方式スイッチング電源回路を示し、交流電源を整流器DB1と平滑コンデンサC1により整流平滑した電圧は、トランスTの1次巻線Pを介して接続されたスイッチング素子Q1のオンオフ動作により、前述のオフ期間にトランスTの2次巻線Sに出力される。2次巻線Sの電圧はダイオードD3及び平滑コンデンサC5により整流平滑された出力電圧が負荷に供給され、出力電圧は抵抗R4,R5により分圧された出力電圧がエラーアンプIC2に入力され、エラーアンプIC2に内蔵される図示しない基準電圧Vrと分圧された出力電圧とが比較され、その差分が誤差信号としてフォトカプラPC1−1、PC1−2を介して1次側の制御回路IC1にフィードバック制御される。1次側の制御回路IC1は、フォトカプラPC1−2のフィードバック信号に基づき、スイッチング素子Q1のオンオフ信号のパルス制御を行い、出力電圧が一定になるように制御する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a switching power supply device 1 that is Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 1 shows a flyback switching power supply circuit, and the voltage obtained by rectifying and smoothing an AC power supply by a rectifier DB1 and a smoothing capacitor C1 is turned on and off by a switching element Q1 connected via a primary winding P of a transformer T. , And output to the secondary winding S of the transformer T during the aforementioned off period. The output voltage rectified and smoothed by the diode D3 and the smoothing capacitor C5 is supplied to the load as the voltage of the secondary winding S, and the output voltage divided by the resistors R4 and R5 is input to the error amplifier IC2. A reference voltage Vr (not shown) built in the amplifier IC2 is compared with the divided output voltage, and the difference is fed back to the primary side control circuit IC1 via the photocouplers PC1-1 and PC1-2 as an error signal. Be controlled. The control circuit IC1 on the primary side performs pulse control of the on / off signal of the switching element Q1 based on the feedback signal of the photocoupler PC1-2 to control the output voltage to be constant.

ここで、制御回路IC1は、無負荷・軽負荷状態において間欠発振する機能を持った制御回路である。制御回路IC1は、スイッチング素子であるMOSFET(Q1)に流れるドレイン電流を抵抗R2で検出し、または、フィードバック信号電圧を所定のしきい電圧と比較し、しきい値未満の場合、または、ドレイン電流の検出電流が所定の値以下の場合には、スイッチング発振周波数を間欠発振に切り換えて制御している。
本発明では、2次巻線Sの端子間に無負荷・軽負荷時の出力電圧を切り替える切替回路2を接続している。切替回路2は、ダイオードD4、コンデンサC6、抵抗R6〜10、ツェナーダイオードZD1、NPNトランジスタQ2からなり、トランスTの2次巻線電圧を整流し積分して電圧信号を得て、無負荷・軽負荷状態では間欠発振することによる前述の電圧信号の低下を検出して、出力電圧を切り替えるものである。
Here, the control circuit IC1 is a control circuit having a function of intermittent oscillation in a no-load / light load state. The control circuit IC1 detects the drain current flowing through the MOSFET (Q1), which is a switching element, by the resistor R2, or compares the feedback signal voltage with a predetermined threshold voltage, and if it is less than the threshold value, or the drain current When the detected current is less than a predetermined value, the switching oscillation frequency is switched to intermittent oscillation for control.
In the present invention, the switching circuit 2 for switching the output voltage at no load / light load is connected between the terminals of the secondary winding S. The switching circuit 2 includes a diode D4, a capacitor C6, resistors R6 to 10, a Zener diode ZD1, and an NPN transistor Q2, and rectifies and integrates the secondary winding voltage of the transformer T to obtain a voltage signal. In the load state, the output voltage is switched by detecting the decrease in the voltage signal due to intermittent oscillation.

切替回路2は、2次巻線Sの端子間にダイオードD4と抵抗R7、及びコンデンサC6と抵抗R8からなる並列回路とが直列に接続され、スイッチング素子Q1のオフ期間に生じる2次巻線Sに生じるパルス電圧を整流平滑及び積分する。コンデンサC6と抵抗R8からなる並列回路の両端子にはツェナーダイオードZD1と抵抗R9と抵抗R10の直列回路が接続され、抵抗R10の両端子にNPNトランジスタQ2のベース・エミッタが接続される。NPNトランジスタQ2のコレクタ端子は、抵抗R6を介してエラーアンプIC2の出力電圧検出端子R及び抵抗R4、R5の接続点に接続されている。   In the switching circuit 2, a diode D4 and a resistor R7, and a parallel circuit composed of a capacitor C6 and a resistor R8 are connected in series between terminals of the secondary winding S, and the secondary winding S generated during the OFF period of the switching element Q1. Rectifying smoothing and integration of the pulse voltage generated in A series circuit of a Zener diode ZD1, a resistor R9, and a resistor R10 is connected to both terminals of the parallel circuit including the capacitor C6 and the resistor R8, and a base / emitter of the NPN transistor Q2 is connected to both terminals of the resistor R10. The collector terminal of the NPN transistor Q2 is connected to the connection point between the output voltage detection terminal R of the error amplifier IC2 and the resistors R4 and R5 via the resistor R6.

図2は実施例1の各部の信号を示すタイミングチャートである。図2に示す負荷電流ILは時刻t0から時刻t2にかけて徐々に負荷電流が減少していき、時刻t2〜t5にかけて軽負荷状態が続く。また、切替回路2のコンデンサC6の電圧Vc6も負荷電流に比例して電圧が減少する。ここで、負荷電流が軽負荷電流となる時刻t1以降に、スイッチング素子Q1のドレインソース電圧Vdsは間欠発振状態になり、切替回路2のコンデンサC6の電圧Vc6にリップルが生じ、時刻t3において電圧Vc6はツェナーダイオードZD1のツェナー電圧とNPNトランジスタQ2のベースエミッタ電圧とを加算した電圧Vzよりも低下する。従って、時刻t3においてNPNトランジスタQ2はオフし、エラーアンプIC2の出力電圧検出端子とNPNトランジスタQ2のコレクタ間に接続されている抵抗R6が解放され、エラーアンプIC2の出力電圧検出端子は、上昇する。
すなわち、NPNトランジスタQ2は定格負荷及び軽負荷を検出しない時刻t3までの負荷電流状態時にはオン動作している。NPNトランジスタQ2のコレクタ端子は、抵抗R6を介して2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子に接続され、抵抗R5とR6が並列接続されている状態になって出力の定格電圧を検出している。
FIG. 2 is a timing chart showing signals at various parts in the first embodiment. The load current IL shown in FIG. 2 gradually decreases from time t0 to time t2, and the light load state continues from time t2 to t5. Further, the voltage Vc6 of the capacitor C6 of the switching circuit 2 also decreases in proportion to the load current. Here, after time t1 when the load current becomes light load current, the drain-source voltage Vds of the switching element Q1 becomes in an intermittent oscillation state, and a ripple occurs in the voltage Vc6 of the capacitor C6 of the switching circuit 2, and the voltage Vc6 at time t3. Falls below the voltage Vz obtained by adding the Zener voltage of the Zener diode ZD1 and the base emitter voltage of the NPN transistor Q2. Therefore, at time t3, the NPN transistor Q2 is turned off, the resistor R6 connected between the output voltage detection terminal of the error amplifier IC2 and the collector of the NPN transistor Q2 is released, and the output voltage detection terminal of the error amplifier IC2 rises. .
That is, the NPN transistor Q2 is turned on in the load current state up to time t3 when the rated load and the light load are not detected. The collector terminal of the NPN transistor Q2 is connected to the output voltage detection terminal of the secondary side error amplifier IC2 via the resistor R6, and the resistors R5 and R6 are connected in parallel to detect the rated output voltage. Yes.

従って、図2で示す時刻t3において軽負荷電流となると、NPNトランジスタQ2がオフする。NPNトランジスタQ2のオフにより、抵抗R6が解放されて2次側エラーアンプIC2の検出端子電圧は上昇するので、図示しない基準電圧Vrと抵抗R4とR5の分圧電圧とを比較して、差分の電圧に基づいて1次側の制御回路IC1へフィードバック制御される。即ち、抵抗R4とR5に基づく、時刻t3以前の定格電圧より低い待機電圧へ切り替わる。   Therefore, when the light load current is reached at time t3 shown in FIG. 2, the NPN transistor Q2 is turned off. When the NPN transistor Q2 is turned off, the resistor R6 is released and the detection terminal voltage of the secondary side error amplifier IC2 rises. Therefore, the reference voltage Vr (not shown) is compared with the divided voltage of the resistors R4 and R5, and the difference is calculated. Based on the voltage, feedback control is performed to the control circuit IC1 on the primary side. That is, the standby voltage is switched to a standby voltage lower than the rated voltage before time t3 based on the resistors R4 and R5.

ここで、出力電圧の定格電圧と待機電圧は、以下の設定になる。
Vr:2次側エラーアンプIC2の基準電圧
定格電圧:Vr×(R4+R5//R6)/(R5//R6) ・・・式1
待機電圧:Vr×(R4+R5)/(R5)・・・式2
出力電圧切替後の低出力電圧から定格電圧に戻るには、負荷電流ILを増やすことで2次巻線Sのパルス電圧幅は増加する。時刻t4から負荷電流は増加し、ともに切替回路2のコンデンサC6の電圧Vc6は上昇し、時刻t5に電圧Vzを超える。このため時刻t5においてNPNトランジスタQ2がオフからオン状態に切り替わり、時刻t6において式1に示される定格電圧に復帰する。
Here, the rated voltage and standby voltage of the output voltage are set as follows.
Vr: Reference voltage rated voltage of the secondary side error amplifier IC2: Vr × (R4 + R5 // R6) / (R5 // R6) Equation 1
Standby voltage: Vr × (R4 + R5) / (R5) Equation 2
In order to return from the low output voltage after switching the output voltage to the rated voltage, the pulse voltage width of the secondary winding S increases by increasing the load current IL. The load current increases from time t4, the voltage Vc6 of the capacitor C6 of the switching circuit 2 increases, and exceeds the voltage Vz at time t5. For this reason, the NPN transistor Q2 is switched from the OFF state to the ON state at time t5, and returns to the rated voltage shown in Equation 1 at time t6.

以上により、負荷電流ILを電流検出抵抗で検出することなく、切替回路2により無負荷・軽負荷を判定し、出力電圧の設定を定格電圧から待機電圧へ切り替える機能を備え、電流検出抵抗による損失を低減し、負荷電流が流れている場合の効率を向上することができる。   As described above, without detecting the load current IL with the current detection resistor, the switching circuit 2 determines whether there is no load or light load, and has a function of switching the setting of the output voltage from the rated voltage to the standby voltage. And the efficiency when the load current flows can be improved.

図3に本発明の実施例2であるスイッチング電源装置1aの回路構成を示した図である。
なお、図1と実質的に同一の部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
実施例2は、無負荷・軽負荷時の待機電圧に移行する負荷電流値を確実に設定するため、第2の出力電圧切替回路3を追加する。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a switching power supply device 1a that is Embodiment 2 of the present invention.
Note that parts substantially the same as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the second embodiment, the second output voltage switching circuit 3 is added in order to reliably set the load current value to shift to the standby voltage at the time of no load / light load.

第2の出力電圧切替回路3は、2次巻線Sの端子間にダイオードD5と、コンデンサC7とが直列接続され、スイッチング素子Q1のオフ期間に生じる2次巻線Sに生じるパルス電圧を整流平滑する。さらにコンデンサC7には抵抗R12、R13の直列回路が並列に接続され、抵抗R13の両端にはNPNトランジスタQ3のベース・エミッタ端子が接続されている。NPNトランジスタQ3のコレクタ端子には抵抗R11を介して2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子Rに接続され、抵抗R5とR6とR11が出力電圧検出端子RとGND間に並列接続されて、出力の定格電圧を検出している。   The second output voltage switching circuit 3 has a diode D5 and a capacitor C7 connected in series between the terminals of the secondary winding S, and rectifies the pulse voltage generated in the secondary winding S generated during the OFF period of the switching element Q1. Smooth. Further, a series circuit of resistors R12 and R13 is connected in parallel to the capacitor C7, and a base / emitter terminal of an NPN transistor Q3 is connected to both ends of the resistor R13. The collector terminal of the NPN transistor Q3 is connected to the output voltage detection terminal R of the secondary side error amplifier IC2 via the resistor R11, and the resistors R5, R6, and R11 are connected in parallel between the output voltage detection terminal R and GND, The output rated voltage is detected.

図4は実施例2の各部の信号を示すタイミングチャートである。図4に示す負荷電流ILは時刻t10から時刻t12にかけて徐々に負荷電流が減少していき、時刻t12〜t14にかけて軽負荷状態が続く。また、切替回路2のコンデンサC6の電圧Vc6も負荷電流に比例して電圧が減少する。ここで、負荷電流が軽負荷電流となる時刻t11以降に、スイッチング素子Q1のドレインソース電圧Vdsは間欠発振状態になり、切替回路2のコンデンサC6の電圧Vc6にリップルが生じ、時刻t12において電圧Vc6はツェナーダイオードZD1のツェナー電圧とNPNトランジスタQ2のベース・エミッタ電圧とを加算した電圧Vzよりも低下する。従って、時刻t3においてNPNトランジスタQ2はオフし、エラーアンプIC2の出力電圧検出端子とNPNトランジスタQ2のコレクタ間に接続されている抵抗R6が解放され、エラーアンプIC2の出力電圧検出端子は、上昇する。   FIG. 4 is a timing chart showing signals at various parts in the second embodiment. The load current IL shown in FIG. 4 gradually decreases from time t10 to time t12, and the light load state continues from time t12 to t14. Further, the voltage Vc6 of the capacitor C6 of the switching circuit 2 also decreases in proportion to the load current. Here, after time t11 when the load current becomes light load current, the drain-source voltage Vds of the switching element Q1 is in an intermittent oscillation state, and a ripple occurs in the voltage Vc6 of the capacitor C6 of the switching circuit 2, and the voltage Vc6 at time t12. Falls below the voltage Vz obtained by adding the Zener voltage of the Zener diode ZD1 and the base-emitter voltage of the NPN transistor Q2. Therefore, at time t3, the NPN transistor Q2 is turned off, the resistor R6 connected between the output voltage detection terminal of the error amplifier IC2 and the collector of the NPN transistor Q2 is released, and the output voltage detection terminal of the error amplifier IC2 rises. .

従って、NPNトランジスタQ2のオン・オフ動作による出力電圧切替は実施例1と同様であるが、出力電圧切替に至る細部は異なり、以下に説明する。   Therefore, the output voltage switching by the on / off operation of the NPN transistor Q2 is the same as that in the first embodiment, but the details up to the output voltage switching are different and will be described below.

図5は、図4に示す時刻t11〜t13近傍を拡大した実施例2の各部の信号を示すタイミングチャートである。ここで、図5では、図4に示す2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子Rの抵抗値に変えて、2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子電圧に置き換えて示す。   FIG. 5 is a timing chart showing signals at various parts in the second embodiment in which the vicinity of the times t11 to t13 shown in FIG. 4 is enlarged. Here, in FIG. 5, the resistance value of the output voltage detection terminal R of the secondary side error amplifier IC2 shown in FIG. 4 is replaced with the output voltage detection terminal voltage of the secondary side error amplifier IC2.

2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子電圧は、図示しない2次側エラーアンプIC2の基準電圧Vr以上の電圧にあって、スイッチング素子Q1のオン・オフに伴いリップル電圧が重畳されている。
スイッチング素子Q1のオフ直後はコンデンサC5〜C7及び負荷側のコンデンサC10への充電が行われ、2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子電圧は微増する。次に第2の出力電圧切替回路3の時定数時間td2の期間は負荷電流とコンデンサC5及び負荷側のコンデンサC10の放電期間となり微減する。
第2の出力電圧切替回路2の時定数時間td2はコンデンサC7及び抵抗R12、R13による放電時定数を示し、コンデンサC5〜C7及び負荷側のコンデンサC10への充電後からNPNトランジスタQ3がオン状態からオフに移行するまでの時間を示す。
時定数時間td2を経過するとNPNトランジスタQ3はオフするので、抵抗R11はGND端子から解放され、2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子〜GND間の抵抗値は抵抗R5とR6の並列抵抗値へと切り替わり、電圧の変化として、図で示すV2分上昇する。このため、2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子が電圧V2上昇することにより、基準電圧Vrに達するまでの時間が延び、結果としてスイッチング素子Q1のスイッチングオンするタイミングは延長される。
ここで、スイッチング素子Q1のスイッチング周期Tsが、第1の出力電圧切替回路2の時定数時間td1を超えると、第1の出力電圧切替回路2のNPNトランジスタQ2はオフし、2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子〜GND間の抵抗値は、抵抗R5単体の抵抗値へと切り替わる。この時の2次側エラーアンプIC2の出力電圧検出端子電圧は、電圧の変化として、図で示すV1電圧分が上昇する。すなわち、出力電圧の設定は定格電圧から待機電圧へ切り替わることになる。
The output voltage detection terminal voltage of the secondary side error amplifier IC2 is equal to or higher than the reference voltage Vr of the secondary side error amplifier IC2 (not shown), and the ripple voltage is superimposed as the switching element Q1 is turned on / off.
Immediately after the switching element Q1 is turned off, the capacitors C5 to C7 and the load side capacitor C10 are charged, and the output voltage detection terminal voltage of the secondary side error amplifier IC2 slightly increases. Next, the period of the time constant time td2 of the second output voltage switching circuit 3 becomes a discharge period of the load current and the capacitor C5 and the capacitor C10 on the load side, and slightly decreases.
The time constant time td2 of the second output voltage switching circuit 2 indicates the discharge time constant by the capacitor C7 and the resistors R12 and R13, and the NPN transistor Q3 is turned on after charging the capacitors C5 to C7 and the capacitor C10 on the load side. Indicates the time to transition off.
When the time constant time td2 elapses, the NPN transistor Q3 is turned off, so that the resistor R11 is released from the GND terminal, and the resistance value between the output voltage detection terminal and the GND of the secondary side error amplifier IC2 is the parallel resistance value of the resistors R5 and R6. As shown in the figure, the voltage rises by V2. For this reason, when the output voltage detection terminal of the secondary side error amplifier IC2 rises to the voltage V2, the time until it reaches the reference voltage Vr is extended, and as a result, the timing for switching on the switching element Q1 is extended.
Here, when the switching cycle Ts of the switching element Q1 exceeds the time constant time td1 of the first output voltage switching circuit 2, the NPN transistor Q2 of the first output voltage switching circuit 2 is turned off, and the secondary side error amplifier. The resistance value between the output voltage detection terminal of IC2 and GND is switched to the resistance value of the resistor R5 alone. At this time, the output voltage detection terminal voltage of the secondary side error amplifier IC2 rises by the voltage V1 shown in the figure as a voltage change. That is, the setting of the output voltage is switched from the rated voltage to the standby voltage.

ここで、実施例2の出力電圧は下記の設定となる。
定格電圧を出力している状態は、第1の出力電圧切替回路2及び第2の出力電圧切替回路3のNPNトランジスタQ2,Q3はオン状態にあるので、式3となる。
定格電圧:Vref×(R4+(R5//R6)//R11)/((R5//R6)//R11) ・・・式3
次に、軽負荷(無負荷)時にはスイッチング素子Q1のスイッチングが間欠発振状態となって、第2の出力電圧切替回路3が時定数td2後にオフ状態になると、次回のスイッチング開始する出力電圧は下記の式になる。
定格電圧(td1後):Vref×(R4+(R5//R6))/(R5//R6) ・・・式4
Here, the output voltage of Example 2 is set as follows.
The state in which the rated voltage is being output is expressed by Equation 3 because the NPN transistors Q2 and Q3 of the first output voltage switching circuit 2 and the second output voltage switching circuit 3 are in the on state.
Rated voltage: Vref x (R4 + (R5 // R6) // R11) / ((R5 // R6) // R11)
Next, when the load of the switching element Q1 is intermittently oscillated at a light load (no load) and the second output voltage switching circuit 3 is turned off after the time constant td2, the output voltage to start the next switching is as follows. It becomes the following formula.
Rated voltage (after td1): Vref × (R4 + (R5 // R6)) / (R5 // R6) Equation 4

従って、実施例2の定格電圧は抵抗R11で決められたヒステリシス電圧を持って式3〜式4の電圧が出力されることになる。実施例2の間欠発振周期のスイッチングオフ期間は、式3の電圧から式4の電圧に低下するまでの期間に相当するが、ヒステリシス電圧分下がるパラメータは、2次側エラーアンプIC2の回路電流+負荷電流ILの合計値と出力平滑コンデンサC5及び負荷コンデンサC10との容量の合計値との時定数による。ここで、2次側エラーアンプIC2の回路電流と出力平滑コンデンサC5及び負荷コンデンサC10の容量は固定されているので、間欠発振周期のオフ期間は負荷電流に反比例することになる。   Therefore, the rated voltage of the second embodiment has the hysteresis voltage determined by the resistor R11, and the voltages of the expressions 3 to 4 are output. The switching off period of the intermittent oscillation period of the second embodiment corresponds to a period from when the voltage of Expression 3 is decreased to the voltage of Expression 4, but the parameter that is decreased by the hysteresis voltage is the circuit current of the secondary error amplifier IC2 + It depends on the time constant between the total value of the load current IL and the total value of the capacitances of the output smoothing capacitor C5 and the load capacitor C10. Here, since the circuit current of the secondary side error amplifier IC2 and the capacitances of the output smoothing capacitor C5 and the load capacitor C10 are fixed, the OFF period of the intermittent oscillation period is inversely proportional to the load current.

ここで、出力電圧が定格電圧から待機電圧に切り替わる条件は下記の式になる。
出力平滑コンデンサC5及び負荷コンデンサC10との容量を各々c5、c10とし、2次側エラーアンプIC2の回路電流をIEとする。CV=itの関係式から、
V2>(IL+IE)×td1/(c5+c10)・・・式5
これを整理して、待機電圧へ切り替える負荷電流に表示を置き換えると、
IL<{V2×(c5+c10)/td1}−IE・・・式6
従って、出力電圧切替を行いたい負荷電流ILを、第1の出力電圧切替回路2の時定数td1と第2の出力電圧切替回路3の抵抗R11で決められたヒステリシス電圧V2から設定することが可能になる。
なお、待機電圧から定格電圧への復帰は、実施例1と同様に、コンデンサC6の充電電圧がしきい値Vzを超えることにより行われる。
また、第2の出力電圧切替回路3は、無負荷・軽負荷時の出力電圧を、V2のヒステリシス電圧分の微小な変化を得るため、出力電圧精度を超えない範囲に設定する。
Here, the conditions for the output voltage to switch from the rated voltage to the standby voltage are as follows.
The capacitances of the output smoothing capacitor C5 and the load capacitor C10 are c5 and c10, respectively, and the circuit current of the secondary side error amplifier IC2 is IE. From the relational expression of CV = it,
V2> (IL + IE) × td1 / (c5 + c10) Equation 5
If you sort this out and replace the display with a load current that switches to standby voltage,
IL <{V2 × (c5 + c10) / td1} −IE Expression 6
Therefore, it is possible to set the load current IL to be subjected to output voltage switching from the hysteresis voltage V2 determined by the time constant td1 of the first output voltage switching circuit 2 and the resistor R11 of the second output voltage switching circuit 3. become.
Note that the return from the standby voltage to the rated voltage is performed when the charging voltage of the capacitor C6 exceeds the threshold value Vz, as in the first embodiment.
Further, the second output voltage switching circuit 3 sets the output voltage at the time of no load / light load within a range not exceeding the output voltage accuracy in order to obtain a minute change corresponding to the hysteresis voltage of V2.

以上、本発明を実施形態で具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変形して実施できる。   Although the present invention has been specifically described above with reference to the embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.

1,1a,1b・・・スイッチング電源装置
2・・・第1の出力電圧切替回路
3・・・第2の出力電圧切替回路
DB1・・・整流器
C1〜C7、C10・・・コンデンサ
Q1・・・スイッチング素子
Q2、Q3・・・NPNトランジスタ
D1〜D6・・・ダイオード
IC1・・・1次側の制御回路
IC2・・・2次側エラーアンプ
R1〜13・・・抵抗
T・・・トランス
P・・・トランスTの1次巻線
S・・・トランスTの2次巻線
ZD1・・・ツェナーダイオード
PC1−1、−2・・・フォトカプラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ... Switching power supply device 2 ... 1st output voltage switching circuit 3 ... 2nd output voltage switching circuit DB1 ... Rectifier C1-C7, C10 ... Capacitor Q1 ... Switching elements Q2, Q3... NPN transistors D1 to D6... Diode IC1... Primary side control circuit IC2... Secondary side error amplifiers R1 to 13. ... Primary winding S of transformer T ... Secondary winding ZD1 of transformer T ... Zener diode PC1-1, -2 ... Photocoupler

Claims (5)

交流電圧を整流平滑し、所定の直流電圧に変換するスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング電源装置に備えられるトランスと、前記トランスには少なくとも1次巻線と2次巻線とが備えられ、
前記2次巻線にはダイオードとコンデンサからなる2次側整流平滑回路と、
前記2次側整流平滑回路の電圧を、抵抗を介して検出して前記所定の直流電圧に制御するための信号を送出するエラーアンプを備え、
前記2次巻線には、前記2次巻線に発生するパルス電圧を整流し積分して電圧を検出する手段を備えた電圧切替回路を備え、
前記電圧切替回路は前記積分した電圧が予め定められた電圧未満になった場合に、前記エラーアンプの検出抵抗値を変化させて、前記所定の直流電圧よりも低い待機電圧にすることを特徴とするスイッチング電源装置。
A switching power supply device that rectifies and smoothes an AC voltage and converts it to a predetermined DC voltage,
A transformer provided in the switching power supply device, and the transformer includes at least a primary winding and a secondary winding;
The secondary winding includes a secondary side rectifying and smoothing circuit including a diode and a capacitor;
An error amplifier that sends a signal for detecting the voltage of the secondary side rectifying and smoothing circuit through a resistor and controlling the voltage to the predetermined DC voltage;
The secondary winding includes a voltage switching circuit provided with means for rectifying and integrating the pulse voltage generated in the secondary winding to detect the voltage,
The voltage switching circuit is configured to change a detection resistance value of the error amplifier to a standby voltage lower than the predetermined DC voltage when the integrated voltage becomes less than a predetermined voltage. Switching power supply.
前記スイッチング電源装置は、オン・オフ方式のDC−DCコンバータから構成され、
前記検出回路はスイッチングオフ時の前記2次巻線に発生するパルス電圧を整流し積分して電圧を検出することを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。
The switching power supply device includes an on / off type DC-DC converter,
2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the detection circuit rectifies and integrates a pulse voltage generated in the secondary winding when switching off, and detects the voltage.
交流電圧を整流平滑し、所定の直流電圧に変換するスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング電源装置に備えられるトランスと、前記トランスには少なくとも1次巻線と2次巻線とが備えられ、
前記2次巻線にはダイオードとコンデンサからなる2次側整流平滑回路と、
前記2次側整流平滑回路の電圧を出力電圧として負荷に供給し、
前記2次側整流平滑回路の電圧を、抵抗を介して検出して前記所定の直流電圧に制御するための信号を送出するエラーアンプを備え、
前記2次巻線には、前記2次巻線に発生するパルス電圧を整流し抵抗とコンデンサにより積分して時定数を検出する機能を備えた第1の電圧切替回路と、
前記第1の電圧切替回路よりも時定数が短く設定された第2の電圧切替回路を備え、
前記第1の電圧切替回路は前記2次巻線に発生するパルス電圧が予め定められた第1の時定数未満になった場合に、前記エラーアンプの検出抵抗値を変化させて、前記所定の直流電圧よりも低い待機電圧に切り換える手段を備え、
前記第2の電圧切替回路は前記2次巻線に発生するパルス電圧が予め定められた第2の時定数未満になった場合に、前記エラーアンプの検出抵抗値を変化させて、前記所定の直流電圧よりも低く、かつ前記待機電圧より高い電圧に切り換える手段を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A switching power supply device that rectifies and smoothes an AC voltage and converts it to a predetermined DC voltage,
A transformer provided in the switching power supply device, and the transformer includes at least a primary winding and a secondary winding;
The secondary winding includes a secondary side rectifying and smoothing circuit including a diode and a capacitor;
Supply the voltage of the secondary side rectifying and smoothing circuit as an output voltage to the load,
An error amplifier that sends a signal for detecting the voltage of the secondary side rectifying and smoothing circuit through a resistor and controlling the voltage to the predetermined DC voltage;
The secondary winding includes a first voltage switching circuit having a function of detecting a time constant by rectifying a pulse voltage generated in the secondary winding and integrating the voltage with a resistor and a capacitor;
A second voltage switching circuit having a time constant set shorter than that of the first voltage switching circuit;
The first voltage switching circuit changes a detection resistance value of the error amplifier when the pulse voltage generated in the secondary winding becomes less than a predetermined first time constant, and Comprising means for switching to a standby voltage lower than the DC voltage;
The second voltage switching circuit changes a detection resistance value of the error amplifier when the pulse voltage generated in the secondary winding becomes less than a predetermined second time constant, and A switching power supply comprising a means for switching to a voltage lower than a direct current voltage and higher than the standby voltage.
前記スイッチング電源装置は、オン・オフ方式のDC−DCコンバータから構成され、
前記第1の電圧切替回路と前記第2の電圧切替回路はスイッチングオフ時の前記2次巻線に発生するパルス電圧を整流し積分して電圧を検出することを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源装置。
The switching power supply device includes an on / off type DC-DC converter,
4. The voltage detection circuit according to claim 3, wherein the first voltage switching circuit and the second voltage switching circuit detect a voltage by rectifying and integrating a pulse voltage generated in the secondary winding when switching off. 5. Switching power supply.
前記第1の電圧切替回路による出力電圧の切り替えは、
2次側整流平滑回路の容量と出力端子に接続される負荷容量との総和と負荷電流とにより低下した出力電圧が第2の電圧切替回路による切替られた電圧に達する時間において、
前記第1の電圧切替回路の時定数よりも長い場合に行われることを特徴とする請求項3乃至請求項4記載のスイッチング電源装置。
The switching of the output voltage by the first voltage switching circuit is as follows:
In the time when the output voltage reduced by the sum of the capacitance of the secondary side rectifying and smoothing circuit and the load capacitance connected to the output terminal and the load current reaches the voltage switched by the second voltage switching circuit,
5. The switching power supply device according to claim 3, wherein the switching power supply device is performed when the time constant is longer than a time constant of the first voltage switching circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015171274A (en) * 2014-03-10 2015-09-28 株式会社東芝 Dc-dc converter and semiconductor integrated circuit
CN105245111A (en) * 2015-11-13 2016-01-13 营口营成电子设备有限公司 Control system of high direct voltage output voltage stabilization and constant current source

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015171274A (en) * 2014-03-10 2015-09-28 株式会社東芝 Dc-dc converter and semiconductor integrated circuit
US9356530B2 (en) 2014-03-10 2016-05-31 Kabushiki Kaisha Toshiba DC-DC converter and semiconductor integrated circuit
CN105245111A (en) * 2015-11-13 2016-01-13 营口营成电子设备有限公司 Control system of high direct voltage output voltage stabilization and constant current source
CN105245111B (en) * 2015-11-13 2018-08-17 营口营成电子设备有限公司 A kind of control system of high direct voltage output voltage stabilizing and constant-current supply

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