JP2015070719A - Switching power supply device - Google Patents

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Terukazu Sato
輝被 佐藤
藤村 直哉
Naoya Fujimura
直哉 藤村
白石 裕二
Yuji Shiraishi
裕二 白石
大島 正樹
Masaki Oshima
正樹 大島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply device capable of stabilizing a burst operation and improving efficiency at the burst operation.SOLUTION: A switching power supply device comprises: a voltage detector 2 detecting a voltage value of a secondary side DC voltage Vo; a controller IC1 selecting "a normal operation mode" or "a burst operation mode" as an operation mode of switching means Q1, making the switching means Q1 perform a switching operation at the selected operation mode, and controlling a duty ratio or a switching frequency of the switching means Q1; a mode selection command part 3, in a case where a load is in a normal operation state, making the controller IC1 select "the normal operation mode", and in a case where the load is in a standby state, making the controller IC1 select "the burst operation mode"; and a response frequency adjustment part 4, in a case where the load is in the standby state, reducing a response frequency of a secondary side DC voltage feedback loop lower than a response frequency in a case where the load is in the normal operation state.

Description

本発明は、スイッチング電源装置に関し、特に、負荷が待機状態である場合にスイッチング手段に間欠的なスイッチング動作(バースト動作)を行わせるスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to a switching power supply device that causes a switching means to perform an intermittent switching operation (burst operation) when a load is in a standby state.

スイッチング手段にバースト動作を行わせる従来のスイッチング電源装置としては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。図5に示すように、このスイッチング電源装置1Cは、トランスT11の一次側に接続されたスイッチング手段Q11と、スイッチング手段Q11を制御する制御部IC14と、フォトカプラPC11、第1オペアンプIC11および第2オペアンプIC12を含む負荷状態検出部10と、電圧検出部11とを主に備えている。負荷状態検出部10は、トランスT11の二次側に設けられた負荷(不図示)に供給される出力電圧の電圧値および出力電流の電流値を検出する。   As a conventional switching power supply device that causes the switching means to perform a burst operation, for example, the one described in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 5, the switching power supply 1C includes a switching unit Q11 connected to the primary side of a transformer T11, a control unit IC14 that controls the switching unit Q11, a photocoupler PC11, a first operational amplifier IC11, and a second unit. A load state detection unit 10 including an operational amplifier IC12 and a voltage detection unit 11 are mainly provided. The load state detection unit 10 detects the voltage value of the output voltage and the current value of the output current supplied to a load (not shown) provided on the secondary side of the transformer T11.

スイッチング電源装置1Cでは、図6に示すように、負荷状態検出部10で検出された電流値が所定値以下である場合、すなわち負荷が待機状態である場合は、制御部IC14の制御下でスイッチング手段Q11がバースト動作を行う。具体的には、負荷状態検出部10で検出された電圧値が定格出力電圧値(例えば、13V)から予め設定された設定電圧値(例えば、10V)に下がるまでの間(例えば、時間t〜時間t)は、フォトカプラPC11がオンするので、制御部IC14のON/OFF端子がローレベルとなり、制御部IC14がスイッチング手段Q11のスイッチング動作を停止させる。一方、負荷状態検出部10で検出された電圧値が設定電圧値から定格出力電圧値に上がるまでの間(例えば、時間t〜時間t)は、フォトカプラPC11がオフするので、制御部IC14のON/OFF端子がハイレベルとなり、制御部IC14がスイッチング手段Q11のスイッチング動作を開始させる。 In the switching power supply apparatus 1C, as shown in FIG. 6, when the current value detected by the load state detection unit 10 is not more than a predetermined value, that is, when the load is in a standby state, switching is performed under the control of the control unit IC14. Means Q11 performs a burst operation. Specifically, the voltage value detected by the load state detection unit 10 is decreased from a rated output voltage value (for example, 13 V) to a preset voltage value (for example, 10 V) (for example, time t 3). At time t 4 ), since the photocoupler PC11 is turned on, the ON / OFF terminal of the control unit IC14 becomes low level, and the control unit IC14 stops the switching operation of the switching means Q11. On the other hand, between the voltage value detected by the load state detection unit 10 is set voltage value to go up to the rated output voltage value (e.g., time t 4 ~ time t 5), since the photocoupler PC11 is turned off, the control unit The ON / OFF terminal of the IC 14 becomes high level, and the control unit IC 14 starts the switching operation of the switching means Q11.

なお、負荷状態検出部10で検出された電流値が所定値以上である場合、すなわち負荷が通常動作状態である場合は、制御部IC14の制御下でスイッチング手段Q11が連続的なスイッチング動作(通常動作)を行う。   When the current value detected by the load state detection unit 10 is equal to or greater than a predetermined value, that is, when the load is in a normal operation state, the switching means Q11 performs a continuous switching operation (normally under the control of the control unit IC14). Operation).

特許第4653350号公報Japanese Patent No. 4653350

ところで、上記従来のスイッチング電源装置1Cでは、電圧検出部11と制御部IC14とで出力電圧帰還ループが構成されているため、負荷の変動や外乱により出力電圧に変動が生じた場合、電圧検出部11で検出された電圧値に応じて制御部IC14がスイッチング手段Q11のデューティ比(オン幅)を変化させることで、出力電圧を変動前の状態に戻すことができる。   By the way, in the conventional switching power supply device 1C, since the output voltage feedback loop is configured by the voltage detection unit 11 and the control unit IC 14, when the output voltage fluctuates due to load fluctuation or disturbance, the voltage detection unit The control unit IC14 changes the duty ratio (ON width) of the switching means Q11 according to the voltage value detected at 11, so that the output voltage can be returned to the state before the change.

ここで、出力電圧帰還ループの応答周波数は、出力電圧の変動に高速に対応させるため、通常1kHz〜10kHzと比較的高い値に設定されている。一方、バースト周波数fbは、通常1Hz〜100Hzと比較的低い値となる。なお、バースト周波数fbは、図6(d)に示すバースト周期Tbの逆数(fb=1/Tb)で表わされる。   Here, the response frequency of the output voltage feedback loop is normally set to a relatively high value of 1 kHz to 10 kHz in order to respond to the fluctuation of the output voltage at high speed. On the other hand, the burst frequency fb is a relatively low value, usually 1 Hz to 100 Hz. Note that the burst frequency fb is represented by the reciprocal of the burst period Tb (fb = 1 / Tb) shown in FIG.

すなわち、上記従来のスイッチング電源装置1Cでは、出力電圧帰還ループの応答周波数がバースト周波数fbよりもはるかに高い値に設定されているので、バースト周期Tbの1サイクルにおいてスイッチング手段Q11のオン幅が頻繁に変化してしまうおそれがある。このため、従来のスイッチング電源装置1Cでは、バースト動作が不安定になるという問題があった。   That is, in the conventional switching power supply device 1C, the response frequency of the output voltage feedback loop is set to a value much higher than the burst frequency fb, so that the ON width of the switching means Q11 is frequent in one cycle of the burst period Tb. May change. For this reason, the conventional switching power supply apparatus 1C has a problem that the burst operation becomes unstable.

また、従来のスイッチング電源装置1Cでは、バースト動作時に出力電圧が急減した場合、制御部IC14はスイッチング手段Q11のオン幅を急増させるので、スイッチング手段Q11を流れる電流が急増してスイッチング損失が増大してしまう。このため、従来のスイッチング電源装置1Cでは、バースト動作時のスイッチング損失を十分に低減させることができず、バースト動作による高効率化が期待できないという問題もあった。   Further, in the conventional switching power supply device 1C, when the output voltage suddenly decreases during the burst operation, the control unit IC14 rapidly increases the ON width of the switching means Q11, so that the current flowing through the switching means Q11 increases rapidly and the switching loss increases. End up. For this reason, the conventional switching power supply apparatus 1 </ b> C has a problem that switching loss during the burst operation cannot be sufficiently reduced, and high efficiency cannot be expected by the burst operation.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、バースト動作を安定させるとともにバースト動作時における効率を改善し得るスイッチング電源装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a switching power supply apparatus that can stabilize the burst operation and improve the efficiency during the burst operation.

上記課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、(1)トランスおよびトランスの一次側に接続されたスイッチング手段を備え、スイッチング手段のスイッチング動作により一次側直流電圧から交流電圧を生成し、当該交流電圧を直流化して二次側直流電圧を生成し、二次側直流電圧をトランスの二次側に設けられた負荷に供給するスイッチング電源装置であって、二次側直流電圧の電圧値を検出する電圧検出部と、スイッチング手段の動作モードとして、スイッチング動作を連続的に行わせる通常動作モードまたはスイッチング動作を間欠的に行わせるバースト動作モードを選択し、選択した動作モードでスイッチング手段にスイッチング動作を行わせるとともに、上記電圧値に応じてスイッチング手段のデューティ比またはスイッチング周波数を制御する制御部と、負荷が通常動作状態である場合に制御部に通常動作モードを選択させ、負荷が待機状態である場合に制御部にバースト動作モードを選択させるモード選択指令部と、負荷が待機状態である場合に、電圧検出部と制御部とで構成される二次側直流電圧帰還ループの応答周波数を、負荷が通常動作状態である場合の応答周波数よりも下げる応答周波数調整部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a switching power supply according to the present invention includes (1) a transformer and a switching unit connected to the primary side of the transformer, and generates an AC voltage from the primary side DC voltage by a switching operation of the switching unit. A switching power supply that converts the AC voltage into a DC to generate a secondary DC voltage and supplies the secondary DC voltage to a load provided on the secondary side of the transformer. Select the normal operation mode in which the switching operation is continuously performed or the burst operation mode in which the switching operation is intermittently performed as the operation mode of the voltage detection unit for detecting the voltage value and the switching means, and the switching is performed in the selected operation mode. Means to perform the switching operation, and the duty ratio of the switching means according to the voltage value. Or a control unit that controls the switching frequency, and a mode selection command that causes the control unit to select the normal operation mode when the load is in a normal operation state and causes the control unit to select a burst operation mode when the load is in a standby state. When the load is in the standby state, the response frequency of the secondary DC voltage feedback loop composed of the voltage detection unit and the control unit is lower than the response frequency when the load is in the normal operation state. And a frequency adjustment unit.

この構成によれば、負荷が待機状態である場合に二次側直流電圧帰還ループの応答周波数を下げることができるので、バースト周期の1サイクルにおいてスイッチング手段のデューティ比(オン幅)が変化する回数を減らしてバースト動作を安定させることができる。また、この構成によれば、バースト動作時に二次側直流電圧が急減した場合でも、制御部はスイッチング手段のオン幅を緩やかに増加させるので、スイッチング手段を流れる電流が急増してスイッチング損失が増大してしまうのを防ぐことができる。   According to this configuration, since the response frequency of the secondary side DC voltage feedback loop can be lowered when the load is in the standby state, the number of times the duty ratio (ON width) of the switching means changes in one cycle of the burst period. Can be reduced to stabilize the burst operation. Further, according to this configuration, even when the secondary side DC voltage suddenly decreases during the burst operation, the control unit gradually increases the ON width of the switching means, so that the current flowing through the switching means increases rapidly and the switching loss increases. Can be prevented.

上記(1)のスイッチング電源装置では、(2)モード選択指令部は、負荷が待機状態である場合に発光する第1フォトカプラの第1発光ダイオードと、コレクタが制御部に接続された第1フォトカプラの第1フォトトランジスタと、を有し、電圧検出部は、二次側直流電圧の電圧値に応じて発光する第2フォトカプラの第2発光ダイオードと、コレクタが制御部に接続された第2フォトカプラの第2フォトトランジスタと、を有するよう構成できる。   In the switching power supply device of (1), (2) the mode selection command unit includes a first light emitting diode of the first photocoupler that emits light when the load is in a standby state, and a first having a collector connected to the control unit. A first phototransistor of the photocoupler, wherein the voltage detector includes a second light emitting diode of the second photocoupler that emits light according to the voltage value of the secondary side DC voltage, and a collector connected to the controller. And a second phototransistor of the second photocoupler.

上記(2)のスイッチング電源装置では、(3)応答周波数調整部は、トランスの二次側に設けられた遅延回路を有し、遅延回路は、負荷が待機状態である場合に、二次側直流電圧に変動が生じてから当該変動がトランスの一次側に伝達されるまでの時間を遅延させるよう構成できる。   In the switching power supply device of (2), (3) the response frequency adjustment unit has a delay circuit provided on the secondary side of the transformer, and the delay circuit is connected to the secondary side when the load is in a standby state. It can be configured to delay the time from when the fluctuation occurs in the DC voltage until the fluctuation is transmitted to the primary side of the transformer.

上記(3)のスイッチング電源装置では、(4)電圧検出部は、負荷に対して並列に接続された、第2発光ダイオードおよびシャントレギュレータからなる直列回路と、直列回路に対して並列に接続された、分圧点がシャントレギュレータのリファレンス端子に接続された分圧抵抗回路と、を有し、遅延回路は、負荷が待機状態である場合にオンするスイッチング素子と、一端が分圧抵抗回路の分圧点に接続され、かつ他端がスイッチング素子を介して分圧抵抗回路の低電位側に接続されたコンデンサと、を有するよう構成できる。   In the switching power supply device of (3) above, (4) the voltage detection unit is connected in parallel to the load and connected in parallel to the series circuit including the second light emitting diode and the shunt regulator. The voltage dividing point is connected to the reference terminal of the shunt regulator, the delay circuit is a switching element that is turned on when the load is in a standby state, and one end of the voltage dividing resistor circuit. A capacitor connected to the voltage dividing point and having the other end connected to the low potential side of the voltage dividing resistor circuit via a switching element.

上記(2)のスイッチング電源装置では、(5)応答周波数調整部は、トランスの一次側に設けられた遅延回路を有し、遅延回路は、負荷が待機状態である場合に、二次側直流電圧の変動がトランスの一次側に伝達されてから変動に応じてデューティ比またはスイッチング周波数が変わるまでの時間を遅延させるよう構成できる。   In the switching power supply of (2) above, (5) the response frequency adjusting unit has a delay circuit provided on the primary side of the transformer, and the delay circuit is connected to the secondary side DC when the load is in a standby state. It can be configured to delay the time from when the voltage fluctuation is transmitted to the primary side of the transformer until the duty ratio or the switching frequency changes according to the fluctuation.

上記(5)のスイッチング電源装置では、(6)遅延回路は、コンデンサおよび負荷が待機状態である場合にオンするスイッチング素子を有し、スイッチング素子の制御端子が制御部の固定電位と第1フォトトランジスタとの接続部に接続され、スイッチング素子の電流路の一端がコンデンサの一端に接続され、かつコンデンサの他端が第2フォトトランジスタのコレクタに接続されるよう構成できる。   In the switching power supply of (5) above, (6) the delay circuit has a switching element that is turned on when the capacitor and the load are in a standby state, and the control terminal of the switching element is connected to the fixed potential of the control unit and the first photo The switching element is connected to a connection portion, and one end of the current path of the switching element is connected to one end of the capacitor, and the other end of the capacitor is connected to the collector of the second phototransistor.

上記(1)〜(6)のスイッチング電源装置では、(7)二次側直流電圧および二次側直流電流に基づいて、負荷が通常動作状態であるか待機状態であるかを判定する負荷状態判定部をさらに備え、モード選択指令部は、負荷状態判定部で負荷が通常動作状態であると判定された場合に、制御部に通常動作モードを選択させ、負荷状態判定部で負荷が待機状態であると判定された場合に、制御部にバースト動作モードを選択させるよう構成できる。   In the switching power supply of (1) to (6) above, (7) a load state for determining whether the load is in a normal operation state or a standby state based on the secondary side DC voltage and the secondary side DC current A determination unit is further provided, and the mode selection command unit causes the control unit to select a normal operation mode when the load state determination unit determines that the load is in a normal operation state, and the load state determination unit determines that the load is in a standby state. When it is determined that the burst operation mode is determined, the control unit can be configured to select the burst operation mode.

本発明によれば、バースト動作を安定させるとともにバースト動作時における効率を改善し得るスイッチング電源装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the switching power supply device which can stabilize the burst operation and can improve the efficiency at the time of burst operation can be provided.

本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the switching power supply device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明のスイッチング電源装置で使用できる負荷状態判定部の回路図の一例である。It is an example of the circuit diagram of the load state determination part which can be used with the switching power supply device of this invention. 従来のスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional switching power supply device. 従来のスイッチング電源装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the conventional switching power supply device.

以下、添付図面を参照して、本発明に係るスイッチング電源装置の好ましい実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a switching power supply according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[第1実施形態]
図1に、本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源装置1Aを示す。同図に示すように、スイッチング電源装置1Aは、一次側主巻線N1、二次側主巻線N2および補助巻線N3を有するトランスT1と、トランスT1の一次側に接続されたFETからなるスイッチング手段Q1とを備え、スイッチング手段Q1のスイッチング動作により二次側直流電圧Voを生成し、二次側直流電圧VoをトランスT1の二次側に設けられた負荷(不図示)に供給する。スイッチング電源装置1Aは、一般にフライバックコンバータと呼ばれる。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a switching power supply apparatus 1A according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the switching power supply device 1A includes a transformer T1 having a primary main winding N1, a secondary main winding N2, and an auxiliary winding N3, and an FET connected to the primary side of the transformer T1. Switching means Q1, and generates a secondary side DC voltage Vo by the switching operation of the switching means Q1, and supplies the secondary side DC voltage Vo to a load (not shown) provided on the secondary side of the transformer T1. The switching power supply device 1A is generally called a flyback converter.

スイッチング電源装置1Aは、二次側直流電圧Voの電圧値を検出する電圧検出部2と、選択した動作モードに応じてスイッチング手段Q1を制御する制御部IC1と、制御部IC1に動作モードを選択させるモード選択指令部3と、電圧検出部2および制御部IC1で構成される二次側直流電圧帰還ループの応答周波数f1を下げる応答周波数調整部4と、をさらに備えている。なお、応答周波数f1は、1kHz〜10kHzに設定されている。   The switching power supply device 1A includes a voltage detection unit 2 that detects the voltage value of the secondary side DC voltage Vo, a control unit IC1 that controls the switching means Q1 according to the selected operation mode, and an operation mode selected by the control unit IC1. And a response frequency adjustment unit 4 that lowers the response frequency f1 of the secondary side DC voltage feedback loop composed of the voltage detection unit 2 and the control unit IC1. The response frequency f1 is set to 1 kHz to 10 kHz.

制御部IC1は、Vcc端子、GND端子、FB端子およびburst端子を有するスイッチング電源制御用ICである。制御部IC1は、スイッチング手段Q1の動作モードとして、スイッチング動作を連続的に行わせる「通常動作モード」または所定のバースト周波数fb(1Hz〜100Hz)でスイッチング動作を間欠的に行わせる「バースト動作モード」のいずれか一方を選択し、選択した動作モードでスイッチング手段Q1にスイッチング動作を行わせる。具体的には、制御部IC1は、burst端子の電位がハイレベルの場合に「通常動作モード」を選択し、burst端子の電位がローレベルの場合に「バースト動作モード」を選択する。   The control unit IC1 is a switching power supply control IC having a Vcc terminal, a GND terminal, an FB terminal, and a burst terminal. As the operation mode of the switching means Q1, the control unit IC1 is a “normal operation mode” in which the switching operation is continuously performed or a “burst operation mode in which the switching operation is intermittently performed at a predetermined burst frequency fb (1 Hz to 100 Hz). Is selected, and the switching means Q1 performs the switching operation in the selected operation mode. Specifically, the control unit IC1 selects the “normal operation mode” when the potential at the burst terminal is high, and selects the “burst operation mode” when the potential at the burst terminal is low.

また、制御部IC1は、電圧検出部2で検出された二次側直流電圧Voの電圧値に応じてスイッチング手段Q1のデューティ比(オン幅)またはスイッチング周波数をフィードバック制御する。なお、本実施形態では、制御部IC1はデューティ比を制御するものとする。   Further, the control unit IC1 feedback-controls the duty ratio (ON width) or switching frequency of the switching means Q1 according to the voltage value of the secondary side DC voltage Vo detected by the voltage detection unit 2. In the present embodiment, the control unit IC1 controls the duty ratio.

モード選択指令部3は、トランスT1の二次側に設けられた第1フォトカプラPC1の第1発光ダイオードおよび抵抗R4からなる直列回路と、コレクタが制御部IC1のburst端子に接続された第1フォトカプラPC1の第1フォトトランジスタと、を有する。   The mode selection command unit 3 includes a first circuit in which the first light-emitting diode of the first photocoupler PC1 provided on the secondary side of the transformer T1 and the resistor R4, and a collector connected to the burst terminal of the control unit IC1. A first phototransistor of the photocoupler PC1.

負荷が通常動作状態である場合、外部信号に基づいてバッファ部IC3からローレベル(例えば、0V)の信号が、モード選択指令部3に入力される。これにより、モード選択指令部3では、第1フォトカプラPC1がオフ状態となり、第1フォトカプラPC1の第1フォトトランジスタにコレクタ電流は流れなくなる。その結果、burst端子の電位がハイレベルとなり、制御部IC1は、スイッチング手段Q1の動作モードとして「通常動作モード」を選択する。   When the load is in a normal operation state, a low level (for example, 0 V) signal is input to the mode selection command unit 3 from the buffer unit IC3 based on an external signal. Thereby, in the mode selection command unit 3, the first photocoupler PC1 is turned off, and the collector current does not flow to the first phototransistor of the first photocoupler PC1. As a result, the potential at the burst terminal becomes high level, and the control unit IC1 selects the “normal operation mode” as the operation mode of the switching means Q1.

一方、負荷が待機状態である場合、外部信号に基づいてバッファ部IC3からハイレベル(例えば、5V)の信号が、モード選択指令部3に入力される。これにより、モード選択指令部3では、第1フォトカプラPC1はオン状態となり、第1フォトトランジスタにコレクタ電流が流れる(burst端子から電流を吸い込む)。その結果、burst端子の電位がローレベルとなり、制御部IC1は、スイッチング手段Q1の動作モードとして「バースト動作モード」を選択する。   On the other hand, when the load is in a standby state, a high level (for example, 5 V) signal is input to the mode selection command unit 3 from the buffer unit IC3 based on an external signal. As a result, in the mode selection command section 3, the first photocoupler PC1 is turned on, and a collector current flows through the first phototransistor (current is sucked from the burst terminal). As a result, the potential at the burst terminal becomes low level, and the control unit IC1 selects the “burst operation mode” as the operation mode of the switching means Q1.

電圧検出部2は、負荷に対して並列に接続された、第2フォトカプラPC2の第2発光ダイオードおよびシャントレギュレータIC2からなる直列回路と、当該直列回路に対して並列に接続された、分圧点がシャントレギュレータIC2のリファレンス端子に接続された分圧抵抗回路R2、R3と、コレクタが制御部IC1のFB端子に接続された第2フォトカプラPC2の第2フォトトランジスタと、を有する。   The voltage detection unit 2 includes a series circuit composed of the second light emitting diode of the second photocoupler PC2 and the shunt regulator IC2 connected in parallel to the load, and a divided voltage connected in parallel to the series circuit. A voltage dividing resistor circuit R2 and R3 whose points are connected to the reference terminal of the shunt regulator IC2 and a second phototransistor of the second photocoupler PC2 whose collector is connected to the FB terminal of the control unit IC1.

応答周波数調整部4は、FETからなるスイッチング素子Q2と、一端が電圧検出部2の分圧抵抗回路R2、R3の分圧点に接続され、かつ他端がスイッチング素子Q2を介して分圧抵抗回路R2、R3の低電位側に接続されたコンデンサC4と、からなる遅延回路を有し、負荷が待機状態である場合に二次側直流電圧帰還ループの応答周波数f1を下げる。なお、応答周波数f1は、後述するようにコンデンサC4および分圧抵抗回路R2、R3の時定数に応じて下げられるので、厳密には、分圧抵抗回路R2、R3も遅延回路に含まれる。   The response frequency adjusting unit 4 includes a switching element Q2 composed of an FET, one end connected to a voltage dividing point of the voltage dividing resistor circuits R2 and R3 of the voltage detecting unit 2, and the other end connected to the voltage dividing resistor via the switching element Q2. A delay circuit including a capacitor C4 connected to the low potential side of the circuits R2 and R3 and lowering the response frequency f1 of the secondary side DC voltage feedback loop when the load is in a standby state. Since the response frequency f1 is lowered according to the time constants of the capacitor C4 and the voltage dividing resistor circuits R2 and R3 as described later, strictly speaking, the voltage dividing resistor circuits R2 and R3 are also included in the delay circuit.

スイッチング素子Q2は、ゲート端子がバッファ部IC3の出力端子に接続されているので、負荷が待機状態である場合、バッファ部IC3からハイレベルの信号が入力されてオン状態となり、負荷が通常動作状態である場合、バッファ部IC3からローレベルの信号が入力されてオフ状態となる。   Since the gate terminal of the switching element Q2 is connected to the output terminal of the buffer unit IC3, when the load is in the standby state, a high level signal is input from the buffer unit IC3 and the load is in the normal operation state. In this case, a low level signal is input from the buffer unit IC3 and the signal is turned off.

すなわち、スイッチング電源装置1Aでは、負荷が待機状態である場合は、二次側直流電圧帰還ループの応答周波数f1に、コンデンサC4による遅れ要素(厳密には、コンデンサC4および分圧抵抗回路R2、R3の時定数による遅れ要素)が追加され、二次側直流電圧Voに変動が生じてから当該変動がトランスT1の一次側に伝達されるまでの時間が遅延される。一方、負荷が通常動作状態である場合は、応答周波数f1に上記遅れ要素は追加されない。このため、スイッチング電源装置1Aでは、負荷が待機状態である場合の応答周波数f2は、負荷が通常動作状態である場合の応答周波数f1よりも低い値となる。具体的には、応答周波数f2は、応答周波数f1の1/10よりも小さく、かつバースト周波数fbの1/10よりも大きな値となる。   That is, in the switching power supply device 1A, when the load is in a standby state, the delay frequency due to the capacitor C4 (strictly speaking, the capacitor C4 and the voltage dividing resistor circuits R2, R3) are added to the response frequency f1 of the secondary side DC voltage feedback loop. (A delay element due to the time constant) is added, and the time from when the change occurs in the secondary side DC voltage Vo until the change is transmitted to the primary side of the transformer T1 is delayed. On the other hand, when the load is in a normal operation state, the delay element is not added to the response frequency f1. For this reason, in the switching power supply device 1A, the response frequency f2 when the load is in the standby state is lower than the response frequency f1 when the load is in the normal operation state. Specifically, the response frequency f2 is smaller than 1/10 of the response frequency f1 and larger than 1/10 of the burst frequency fb.

続いて、図2を参照して、スイッチング電源装置1Aの動作を説明する。   Next, the operation of the switching power supply device 1A will be described with reference to FIG.

負荷が通常動作状態である場合(時間t以前)は、バッファ部IC3からローレベルの信号が出力されるので、第1フォトカプラPC1がオフ状態となり、制御部IC1のburst端子の電位がハイレベルとなる。また、この場合、スイッチング素子Q2はオフ状態となるので、二次側直流電圧帰還ループの応答周波数f1にコンデンサC4による遅れ要素が追加されることはない。 When the load is in a normal operation state (before time t 1 ), a low level signal is output from the buffer unit IC 3, so that the first photocoupler PC 1 is turned off and the potential at the burst terminal of the control unit IC 1 is high. Become a level. In this case, since the switching element Q2 is turned off, a delay element due to the capacitor C4 is not added to the response frequency f1 of the secondary side DC voltage feedback loop.

これらのことから、負荷が通常動作状態である場合、制御部IC1は、「通常動作モード」を選択してスイッチング手段Q1に連続的なスイッチング動作(通常動作)を行わせるとともに、比較的高い応答周波数f1(f1=1kHz〜10kHz)でスイッチング手段Q1のデューティ比(オン幅)を制御する。   From these facts, when the load is in the normal operation state, the control unit IC1 selects the “normal operation mode” to cause the switching means Q1 to perform a continuous switching operation (normal operation) and has a relatively high response. The duty ratio (ON width) of the switching means Q1 is controlled at the frequency f1 (f1 = 1 kHz to 10 kHz).

一方、負荷が待機状態である場合(時間t〜時間t)は、バッファ部IC3からハイレベルの信号が出力されるので、第1フォトカプラPC1がオン状態となり、制御部IC1のburst端子の電位がローレベルとなる。また、この場合、スイッチング素子Q2はオン状態となるので、二次側直流電圧帰還ループの応答周波数f1にコンデンサC4による遅れ要素が追加される。 On the other hand, when the load is in a standby state (time t 1 to time t 7 ), a high level signal is output from the buffer unit IC 3, so the first photocoupler PC 1 is turned on and the burst terminal of the control unit IC 1 Becomes a low level. In this case, since the switching element Q2 is turned on, a delay element due to the capacitor C4 is added to the response frequency f1 of the secondary side DC voltage feedback loop.

これらのことから、負荷が待機状態である場合、制御部IC1は、「バースト動作モード」を選択してスイッチング手段Q1に間欠的なスイッチング動作(バースト動作)を行わせるとともに、応答周波数調整部4により(厳密には、コンデンサC4および分圧抵抗回路R2、R3の時定数に応じて)下げられた応答周波数f2でスイッチング手段Q1のデューティ比(オン幅)を制御する。   Therefore, when the load is in the standby state, the control unit IC1 selects the “burst operation mode” to cause the switching means Q1 to perform an intermittent switching operation (burst operation), and the response frequency adjusting unit 4 (Strictly speaking, according to the time constants of the capacitor C4 and the voltage dividing resistor circuits R2 and R3), the duty ratio (ON width) of the switching means Q1 is controlled by the lowered response frequency f2.

その結果、スイッチング電源装置1Aでは、バースト周期の1サイクルにおいてスイッチング手段Q1のデューティ比(オン幅)が変化する回数を減してスイッチング手段Q1のバースト動作を安定させることができる。また、スイッチング電源装置1Aでは、バースト動作時に二次側直流電圧Voが急減した場合でも、制御部IC1はスイッチング手段Q1のオン幅を緩やかに増加させるので、スイッチング手段Q1を流れる電流が急増してスイッチング損失が増大してしまうのを防ぐことができる。したがって、スイッチング電源装置1Aによれば、バースト動作を安定させるとともにバースト動作時における効率を改善することができる。   As a result, the switching power supply device 1A can stabilize the burst operation of the switching means Q1 by reducing the number of times the duty ratio (ON width) of the switching means Q1 changes in one burst period. Further, in the switching power supply device 1A, even when the secondary side DC voltage Vo suddenly decreases during the burst operation, the control unit IC1 gradually increases the ON width of the switching means Q1, so that the current flowing through the switching means Q1 increases rapidly. It is possible to prevent an increase in switching loss. Therefore, according to the switching power supply device 1A, it is possible to stabilize the burst operation and improve the efficiency during the burst operation.

[第2実施形態]
図3に、本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源装置1Bを示す。同図に示すように、スイッチング電源装置1Bは、トランスT1の二次側に設けられた応答周波数調整部4に替えて、トランスT1の一次側に設けられた応答周波数調整部4’を備えていること、制御部IC1に替えて制御部IC1’を備えていること、バッファ部IC3に替えてバッファ部IC3’を備えていること以外、第1実施形態に係るスイッチング電源装置1Aと共通している。
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows a switching power supply device 1B according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the switching power supply device 1B includes a response frequency adjusting unit 4 ′ provided on the primary side of the transformer T1 instead of the response frequency adjusting unit 4 provided on the secondary side of the transformer T1. Common to the switching power supply device 1A according to the first embodiment except that the control unit IC1 ′ is provided instead of the control unit IC1 and the buffer unit IC3 ′ is provided instead of the buffer unit IC3. Yes.

制御部IC1’は、Vcc端子、GND端子、FB端子およびburst端子を有するスイッチング電源制御用ICであり、スイッチング手段Q1の動作モードとして「通常動作モード」または「バースト動作モード」のいずれか一方を選択し、選択した動作モードでスイッチング手段Q1にスイッチング動作を行わせる。制御部IC1’は、burst端子の電位がローレベルの場合に「通常動作モード」を選択し、burst端子の電位がハイレベルの場合に「バースト動作モード」を選択する点において、制御部IC1と大きく異なる。また、制御部IC1’は、制御部IC1と同様に、電圧検出部2で検出された二次側直流電圧Voの電圧値に応じてスイッチング手段Q1のデューティ比(オン幅)をフィードバック制御する。   The control unit IC1 ′ is a switching power supply control IC having a Vcc terminal, a GND terminal, an FB terminal, and a burst terminal. As the operation mode of the switching means Q1, either “normal operation mode” or “burst operation mode” is selected. Select and cause the switching means Q1 to perform a switching operation in the selected operation mode. The control unit IC1 ′ selects the “normal operation mode” when the potential of the burst terminal is low level, and selects the “burst operation mode” when the potential of the burst terminal is high level. to differ greatly. Similarly to the control unit IC1, the control unit IC1 'performs feedback control of the duty ratio (on width) of the switching means Q1 according to the voltage value of the secondary side DC voltage Vo detected by the voltage detection unit 2.

バッファ部IC3’は、負荷が通常動作状態である場合にハイレベルの信号を出力し、負荷が待機状態である場合にローレベルの信号を出力する。このため、負荷が通常動作状態である場合は、モード選択指令部3の第1フォトカプラPC1がオン状態となり、制御部IC1’のburst端子の電位がローレベルとなる一方、負荷が待機状態である場合は、第1フォトカプラPC1がオフ状態となり、burst端子の電位がハイレベルとなる。   The buffer unit IC3 'outputs a high level signal when the load is in a normal operation state, and outputs a low level signal when the load is in a standby state. For this reason, when the load is in the normal operation state, the first photocoupler PC1 of the mode selection command unit 3 is turned on, and the potential of the burst terminal of the control unit IC1 ′ becomes low level, while the load is in the standby state. In some cases, the first photocoupler PC1 is turned off, and the potential at the burst terminal becomes high level.

応答周波数調整部4’は、コンデンサC8およびスイッチング素子(本実施形態では、nチャネルMOSトランジスタ)Q3からなる遅延回路を有する。nチャネルMOSトランジスタQ3は、ゲート端子(制御端子)が第1フォトカプラPC1の受光部を構成する第1フォトトランジスタのコレクタに接続され、ソース(電流路の他端)が制御部IC1’のGND端子に接続され、ドレイン(電流路の一端)がコンデンサC8の一端に接続されている。コンデンサC8の他端は、第2フォトカプラPC2の受光部を構成する第2フォトトランジスタのコレクタに接続されている。MOSトランジスタQ3は、第1フォトカプラPC1がオン状態の場合(負荷が通常動作状態である場合)にオフ状態になり、フォトカプラPC1がオフ状態の場合(負荷が待機状態である場合)にオン状態になる。   The response frequency adjusting unit 4 'includes a delay circuit including a capacitor C8 and a switching element (in this embodiment, an n-channel MOS transistor) Q3. In the n-channel MOS transistor Q3, the gate terminal (control terminal) is connected to the collector of the first phototransistor constituting the light receiving unit of the first photocoupler PC1, and the source (the other end of the current path) is GND of the control unit IC1 ′. The drain (one end of the current path) is connected to one end of the capacitor C8. The other end of the capacitor C8 is connected to the collector of the second phototransistor constituting the light receiving part of the second photocoupler PC2. The MOS transistor Q3 is turned off when the first photocoupler PC1 is turned on (when the load is in a normal operation state), and is turned on when the photocoupler PC1 is turned off (when the load is in a standby state). It becomes a state.

スイッチング電源装置1Bでは、負荷が待機状態である場合は、MOSトランジスタQ3がオンすることにより二次側直流電圧帰還ループの応答周波数f1にコンデンサC8による遅れ要素が追加され、二次側直流電圧Voの変動がトランスT1の一次側に伝達されてから当該変動に応じてスイッチング手段Q1のデューティ比(オン幅)が変わるまでの時間が遅延される。詳しくは、二次側直流電圧帰還ループにおいて出力電圧制御が行われている間、第2フォトカプラPC2の受光部を構成する第2フォトトランジスタのコレクタ−エミッタ間の抵抗成分により、第2フォトトランジスタのコレクタ−エミッタ間に電圧が発生し、電流が流れる。このため、第2フォトトランジスタのコレクタ−エミッタ間に存在する等価抵抗成分とコンデンサC8により定まる時定数に応じた遅れ要素が発生する。一方、負荷が通常動作状態である場合は、MOSトランジスタQ3がオフするので応答周波数f1に上記遅れ要素は追加されない。   In the switching power supply device 1B, when the load is in a standby state, a delay element due to the capacitor C8 is added to the response frequency f1 of the secondary side DC voltage feedback loop by turning on the MOS transistor Q3, and the secondary side DC voltage Vo Is transferred to the primary side of the transformer T1, and the time from when the duty ratio (on width) of the switching means Q1 changes according to the change is delayed. Specifically, during the output voltage control in the secondary side DC voltage feedback loop, the second phototransistor is caused by the resistance component between the collector and the emitter of the second phototransistor constituting the light receiving unit of the second photocoupler PC2. A voltage is generated between the collector and the emitter, and a current flows. For this reason, a delay element corresponding to the time constant determined by the equivalent resistance component existing between the collector and the emitter of the second phototransistor and the capacitor C8 occurs. On the other hand, when the load is in the normal operation state, the MOS transistor Q3 is turned off, so that the delay element is not added to the response frequency f1.

このため、スイッチング電源装置1Bでは、スイッチング電源装置1Aと同様に、負荷が待機状態である場合の応答周波数f2が、負荷が通常動作状態である場合の応答周波数f1よりも低い値となる。具体的には、応答周波数f2は、応答周波数f1の1/10よりも小さく、かつバースト周波数fbの1/10よりも大きな値となる。   For this reason, in the switching power supply device 1B, similarly to the switching power supply device 1A, the response frequency f2 when the load is in the standby state is lower than the response frequency f1 when the load is in the normal operation state. Specifically, the response frequency f2 is smaller than 1/10 of the response frequency f1 and larger than 1/10 of the burst frequency fb.

結局、スイッチング電源装置1Bでは、バースト周期の1サイクルにおいてスイッチング手段Q1のデューティ比(オン幅)が変化する回数を減らしてスイッチング手段Q1のバースト動作を安定させることができる。また、スイッチング電源装置1Bでは、バースト動作時に二次側直流電圧Voが急減した場合でも、制御部IC1’はスイッチング手段Q1のオン幅を緩やかに増加させるので、スイッチング手段Q1を流れる電流が急増してスイッチング損失が増大してしまうのを防ぐことができる。したがって、スイッチング電源装置1Bによれば、バースト動作を安定させるとともにバースト動作時における効率を改善することができる。   As a result, the switching power supply 1B can stabilize the burst operation of the switching means Q1 by reducing the number of times the duty ratio (ON width) of the switching means Q1 changes in one burst cycle. Further, in the switching power supply device 1B, even when the secondary side DC voltage Vo suddenly decreases during the burst operation, the control unit IC1 ′ gradually increases the ON width of the switching means Q1, so that the current flowing through the switching means Q1 increases rapidly. Therefore, it is possible to prevent the switching loss from increasing. Therefore, according to the switching power supply device 1B, it is possible to stabilize the burst operation and improve the efficiency during the burst operation.

以上、本発明に係るスイッチング電源装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。   As mentioned above, although preferable embodiment of the switching power supply device which concerns on this invention was described, this invention is not limited to said each embodiment.

例えば、上記第1実施形態(図1)では、負荷が通常動作状態であるか待機状態であるかを判定することなく、バッファ部IC3を経由した外部信号がモード選択指令部3に入力される構成となっているが、バッファ部IC3の替わりに図4に示す負荷状態判定部を設け、外部信号を不要とする構成をとることができる。   For example, in the first embodiment (FIG. 1), an external signal is input to the mode selection command unit 3 via the buffer unit IC3 without determining whether the load is in a normal operation state or a standby state. Although it has a configuration, a load state determination unit shown in FIG. 4 can be provided instead of the buffer unit IC3 so that an external signal is not required.

図4に示す負荷状態判定部は、二次側直流電圧Voの電圧値および二次側直流電流(負荷電流)Ioの電流値に基づいて、負荷が通常動作状態であるか待機状態であるかを判定するものである。負荷状態判定部は、トランスT1二次側の低電位ラインに介装された抵抗R12を流れる二次側直流電流Ioの電流値をオペアンプIC5で検出し、二次側直流電圧Voの電圧値を負荷に対して並列に接続された分圧抵抗回路R7、R8およびオペアンプIC4で検出する。オペアンプIC5は、二次側直流電流Ioの電流値が予め設定された基準電流値よりも小さい場合に、ハイレベルの信号を出力する。オペアンプIC4は、二次側直流電圧Voの電圧値が予め設定された基準電圧値よりも大きい場合に、ハイレベルの信号を出力する。基準電流値は、ツェナーダイオードZD1、抵抗R10、抵抗R11および抵抗R12により決定され、基準電圧値は、ツェナーダイオードZD1により決定される。   4 determines whether the load is in a normal operation state or a standby state based on the voltage value of the secondary side DC voltage Vo and the current value of the secondary side DC current (load current) Io. Is determined. The load state determination unit detects the current value of the secondary side DC current Io flowing through the resistor R12 interposed in the low potential line on the secondary side of the transformer T1 with the operational amplifier IC5, and determines the voltage value of the secondary side DC voltage Vo. Detection is performed by voltage dividing resistor circuits R7 and R8 and an operational amplifier IC4 connected in parallel to the load. The operational amplifier IC5 outputs a high level signal when the current value of the secondary side direct current Io is smaller than a preset reference current value. The operational amplifier IC4 outputs a high level signal when the voltage value of the secondary side DC voltage Vo is larger than a preset reference voltage value. The reference current value is determined by the Zener diode ZD1, the resistor R10, the resistor R11, and the resistor R12, and the reference voltage value is determined by the Zener diode ZD1.

オペアンプIC4およびオペアンプIC5の出力端子は論理回路(AND回路)IC6の入力端子に接続されており、論理回路IC6の出力端子が負荷状態判定部の出力端子となる。このため、負荷状態判定部は、二次側直流電流Ioの電流値が予め設定された基準電流値よりも小さく、かつ二次側直流電圧Voの電圧値が予め設定された基準電圧値よりも大きい場合に、負荷が待機状態であると判定してハイレベルの信号を出力する。一方、二次側直流電流Ioの電流値が予め設定された基準電流値よりも大きいか、二次側直流電圧Voの電圧値が予め設定された基準電圧値よりも小さい場合には、負荷状態判定部は、負荷が通常動作状態であると判定してローレベルの信号を出力する。   The output terminals of the operational amplifier IC4 and the operational amplifier IC5 are connected to the input terminal of the logic circuit (AND circuit) IC6, and the output terminal of the logic circuit IC6 becomes the output terminal of the load state determination unit. For this reason, the load state determination unit is configured such that the current value of the secondary side DC current Io is smaller than a preset reference current value, and the voltage value of the secondary side DC voltage Vo is smaller than the preset reference voltage value. When the load is large, it is determined that the load is in a standby state, and a high level signal is output. On the other hand, when the current value of the secondary side DC current Io is larger than the preset reference current value or the voltage value of the secondary side DC voltage Vo is smaller than the preset reference voltage value, the load state The determination unit determines that the load is in a normal operation state and outputs a low level signal.

モード選択指令部3では、負荷状態判定部からハイレベルの信号が出力されると(負荷状態判定部で負荷が待機状態であると判定されると)、第1フォトカプラPC1がオン状態となる。その結果、burst端子の電位がローレベルとなり、制御部IC1は「バースト動作モード」を選択する。一方、負荷状態判定部からローレベルの信号が出力されると(負荷状態判定部で負荷が通常動作状態であると判定されると)、モード選択指令部3では、第1フォトカプラPC1がオフ状態となる。その結果、burst端子の電位がハイレベルとなり、制御部IC1は「通常動作モード」を選択する。   In mode selection command unit 3, when a high-level signal is output from the load state determination unit (when the load state determination unit determines that the load is in a standby state), first photocoupler PC1 is turned on. . As a result, the potential at the burst terminal becomes low level, and the control unit IC1 selects the “burst operation mode”. On the other hand, when a low level signal is output from the load state determination unit (when the load state determination unit determines that the load is in a normal operation state), the mode selection command unit 3 turns off the first photocoupler PC1. It becomes a state. As a result, the potential of the burst terminal becomes high level, and the control unit IC1 selects the “normal operation mode”.

なお、第2実施形態(図3)においてバッファ部IC3’の替わりに負荷状態判定部を設ける場合は、負荷状態判定部の論理回路IC6はNAND回路となり、負荷状態判定部は、負荷が待機状態であると判定したときにローレベルの信号を出力し、負荷が通常動作状態であると判定したときにハイレベルの信号を出力する。この場合、制御部IC1’は、負荷状態判定部からローレベルの信号が出力されると「バースト動作モード」を選択し、ハイレベルの信号が出力されると「通常動作モード」を選択する。   In the second embodiment (FIG. 3), when a load state determination unit is provided instead of the buffer unit IC3 ′, the logic circuit IC6 of the load state determination unit is a NAND circuit, and the load state determination unit has a load in a standby state. A low level signal is output when it is determined that the load is normal, and a high level signal is output when it is determined that the load is in the normal operation state. In this case, the control unit IC1 'selects the "burst operation mode" when a low level signal is output from the load state determination unit, and selects the "normal operation mode" when a high level signal is output.

また、上記各実施形態では、制御部IC1、IC1’として、Vcc端子、GND端子、FB端子およびburst端子を有するスイッチング電源制御用ICを用いていているが、スイッチング手段の動作モードとして「通常動作モード」または「バースト動作モード」を選択し、選択した動作モードでスイッチング手段Q1にスイッチング動作を行わせるとともに、スイッチング手段Q1のデューティ比またはスイッチング周波数を制御することができるのであれば、適宜構成を変更することができる。   In each of the above embodiments, the switching power supply control IC having the Vcc terminal, the GND terminal, the FB terminal, and the burst terminal is used as the control units IC1 and IC1 ′. "Mode" or "Burst operation mode" is selected, and if the switching means Q1 performs the switching operation in the selected operation mode and the duty ratio or switching frequency of the switching means Q1 can be controlled, the configuration is appropriately configured. Can be changed.

上記各実施形態における電圧検出部2は、二次側直流電圧Voの電圧値を検出することができ、かつ二次側直流電圧帰還ループを構成できるのであれば、適宜構成を変更することができる。   The voltage detector 2 in each of the above embodiments can appropriately change the configuration as long as the voltage value of the secondary side DC voltage Vo can be detected and a secondary side DC voltage feedback loop can be configured. .

上記各実施形態におけるモード選択指令部3は、負荷が通常動作状態である場合に制御部IC1、IC1’に「通常動作モード」を選択させ、負荷が待機状態である場合に制御部IC1、IC1’に「バースト動作モード」を選択させることができるのであれば、適宜構成を変更することができる。   The mode selection command unit 3 in each of the above embodiments causes the control units IC1 and IC1 ′ to select the “normal operation mode” when the load is in the normal operation state, and the control units IC1 and IC1 when the load is in the standby state. If 'can select the “burst operation mode”, the configuration can be changed as appropriate.

上記各実施形態における応答周波数調整部4、4’は、負荷が待機状態である場合に、二次側直流電圧帰還ループの応答周波数f1を下げることができるのであれば、適宜構成を変更することができる。   The response frequency adjustment units 4 and 4 ′ in each of the above embodiments are appropriately changed in configuration if the response frequency f1 of the secondary DC voltage feedback loop can be lowered when the load is in a standby state. Can do.

さらに、本発明に係るスイッチング電源装置として、上記各実施形態ではフライバックコンバータを例に挙げて説明したが、本発明は、フォワードコンバータやLLC共振コンバータ等の他のコンバータにも、好適に適用可能である。   Furthermore, as the switching power supply device according to the present invention, the flyback converter has been described as an example in each of the above embodiments, but the present invention can also be suitably applied to other converters such as a forward converter and an LLC resonant converter. It is.

1A、1B スイッチング電源装置
2 電圧検出部
3 モード選択指令部
4、4’ 応答周波数調整部
1A, 1B Switching power supply device 2 Voltage detection unit 3 Mode selection command unit 4, 4 'Response frequency adjustment unit

Claims (7)

トランスおよび前記トランスの一次側に接続されたスイッチング手段を備え、前記スイッチング手段のスイッチング動作により一次側直流電圧から交流電圧を生成し、当該交流電圧を直流化して二次側直流電圧を生成し、前記二次側直流電圧を前記トランスの二次側に設けられた負荷に供給するスイッチング電源装置であって、
前記二次側直流電圧の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記スイッチング手段の動作モードとして、前記スイッチング動作を連続的に行わせる通常動作モードまたは前記スイッチング動作を間欠的に行わせるバースト動作モードを選択し、選択した動作モードで前記スイッチング手段に前記スイッチング動作を行わせるとともに、前記電圧値に応じて前記スイッチング手段のデューティ比またはスイッチング周波数を制御する制御部と、
前記負荷が通常動作状態である場合に前記制御部に前記通常動作モードを選択させ、前記負荷が待機状態である場合に前記制御部に前記バースト動作モードを選択させるモード選択指令部と、
前記負荷が待機状態である場合に、前記電圧検出部と前記制御部とで構成される二次側直流電圧帰還ループの応答周波数を、前記負荷が通常動作状態である場合の前記応答周波数よりも下げる応答周波数調整部と、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A switching means connected to a transformer and a primary side of the transformer; an alternating voltage is generated from a primary side DC voltage by a switching operation of the switching means; and the alternating voltage is converted into a direct current to generate a secondary side DC voltage; A switching power supply that supplies the secondary side DC voltage to a load provided on the secondary side of the transformer,
A voltage detector for detecting a voltage value of the secondary side DC voltage;
As an operation mode of the switching means, a normal operation mode in which the switching operation is continuously performed or a burst operation mode in which the switching operation is intermittently performed is selected, and the switching operation is performed on the switching means in the selected operation mode. A control unit that controls the duty ratio or switching frequency of the switching means according to the voltage value;
A mode selection command unit that causes the control unit to select the normal operation mode when the load is in a normal operation state, and causes the control unit to select the burst operation mode when the load is in a standby state;
When the load is in a standby state, the response frequency of a secondary side DC voltage feedback loop configured by the voltage detection unit and the control unit is set to be higher than the response frequency when the load is in a normal operation state. A response frequency adjustment unit for lowering,
A switching power supply device comprising:
前記モード選択指令部は、
前記負荷が待機状態である場合に発光する第1フォトカプラの第1発光ダイオードと、
コレクタが前記制御部に接続された前記第1フォトカプラの第1フォトトランジスタと、を有し、
前記電圧検出部は、
前記二次側直流電圧の電圧値に応じて発光する第2フォトカプラの第2発光ダイオードと、
コレクタが前記制御部に接続された前記第2フォトカプラの第2フォトトランジスタと、を有することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
The mode selection command unit
A first light emitting diode of a first photocoupler that emits light when the load is in a standby state;
A first phototransistor of the first photocoupler having a collector connected to the control unit,
The voltage detector is
A second light emitting diode of a second photocoupler that emits light according to a voltage value of the secondary side DC voltage;
The switching power supply according to claim 1, further comprising: a second phototransistor of the second photocoupler connected to the control unit.
前記応答周波数調整部は、前記トランスの二次側に設けられた遅延回路を有し、
前記遅延回路は、前記負荷が待機状態である場合に、前記二次側直流電圧に変動が生じてから前記変動が前記トランスの一次側に伝達されるまでの時間を遅延させることを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源装置。
The response frequency adjustment unit has a delay circuit provided on the secondary side of the transformer,
The delay circuit delays a time from when a change occurs in the secondary side DC voltage until the change is transmitted to a primary side of the transformer when the load is in a standby state. The switching power supply device according to claim 2.
前記電圧検出部は、
前記負荷に対して並列に接続された、前記第2発光ダイオードおよびシャントレギュレータからなる直列回路と、
前記直列回路に対して並列に接続された、分圧点が前記シャントレギュレータのリファレンス端子に接続された分圧抵抗回路と、を有し、
前記遅延回路は、
前記負荷が待機状態である場合にオンするスイッチング素子と、
一端が前記分圧抵抗回路の分圧点に接続され、かつ他端が前記スイッチング素子を介して前記分圧抵抗回路の低電位側に接続されたコンデンサと、を有することを特徴とする請求項3に記載のスイッチング電源装置。
The voltage detector is
A series circuit comprising the second light emitting diode and a shunt regulator connected in parallel to the load;
A voltage dividing resistor connected in parallel to the series circuit and having a voltage dividing point connected to a reference terminal of the shunt regulator;
The delay circuit is
A switching element that turns on when the load is in a standby state;
A capacitor having one end connected to a voltage dividing point of the voltage dividing resistor circuit and the other end connected to a low potential side of the voltage dividing resistor circuit via the switching element. 4. The switching power supply device according to 3.
前記応答周波数調整部は、前記トランスの一次側に設けられた遅延回路を有し、
前記遅延回路は、前記負荷が待機状態である場合に、前記二次側直流電圧の変動が前記トランスの一次側に伝達されてから前記変動に応じて前記デューティ比または前記スイッチング周波数が変わるまでの時間を遅延させることを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源装置。
The response frequency adjustment unit has a delay circuit provided on the primary side of the transformer,
When the load is in a standby state, the delay circuit is configured to change the duty ratio or the switching frequency according to the change after the change of the secondary DC voltage is transmitted to the primary side of the transformer. The switching power supply device according to claim 2, wherein time is delayed.
前記遅延回路は、コンデンサおよび前記負荷が待機状態である場合にオンするスイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子の制御端子が前記制御部の固定電位と前記第1フォトトランジスタとの接続部に接続され、前記スイッチング素子の電流路の一端が前記コンデンサの一端に接続され、かつ前記コンデンサの他端が前記第2フォトトランジスタのコレクタに接続されたことを特徴とする請求項5に記載のスイッチング電源装置。
The delay circuit has a switching element that is turned on when a capacitor and the load are in a standby state,
A control terminal of the switching element is connected to a connection portion between the fixed potential of the control unit and the first phototransistor, one end of a current path of the switching element is connected to one end of the capacitor, and the other end of the capacitor The switching power supply according to claim 5, wherein the switching power supply is connected to a collector of the second phototransistor.
前記二次側直流電圧および二次側直流電流に基づいて、前記負荷が通常動作状態であるか待機状態であるかを判定する負荷状態判定部をさらに備え、
前記モード選択指令部は、前記負荷状態判定部で前記負荷が通常動作状態であると判定された場合に、前記制御部に前記通常動作モードを選択させ、前記負荷状態判定部で前記負荷が待機状態であると判定された場合に、前記制御部に前記バースト動作モードを選択させることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
A load state determination unit that determines whether the load is in a normal operation state or a standby state based on the secondary side DC voltage and the secondary side DC current;
The mode selection command unit causes the control unit to select the normal operation mode when the load state determination unit determines that the load is in a normal operation state, and the load state determination unit waits for the load. The switching power supply according to any one of claims 1 to 6, wherein when the state is determined to be in a state, the control unit is caused to select the burst operation mode.
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