JP2506789B2 - Self-oscillation type switching power supply - Google Patents

Self-oscillation type switching power supply

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JP2506789B2
JP2506789B2 JP17321487A JP17321487A JP2506789B2 JP 2506789 B2 JP2506789 B2 JP 2506789B2 JP 17321487 A JP17321487 A JP 17321487A JP 17321487 A JP17321487 A JP 17321487A JP 2506789 B2 JP2506789 B2 JP 2506789B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種電子機器に利用される自励発振式スイッ
チング電源装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-oscillation type switching power supply device used in various electronic devices.

従来の技術 従来の自励発振式スイッチング電源装置は第3図に示
すような構成であった。第3図において、1は整流平滑
回路であり、受電した交流入力電圧を直流入力電圧に変
換する。2はスイッチングトランスで、1次巻線21,バ
イアス巻線22,2次巻線23を有する。3は主スイッチング
素子で、これがオンオフして直流入力電圧を高周波交流
電圧に変換し1次巻線21へ入力する。4は起動抵抗、5
は制御回路、6はドライブ回路、7はダイオード、8は
コンデンサで、バイアス巻線22に発生する高周波交流電
圧をダイオード7及びコンデンサ8で整流平滑し、制御
回路5のバイアス電圧を供給する。9はダイオード、10
はコンデンサで、2次巻線23に発生する高周波交流電圧
を整流平滑し、直流出力電圧を供給する。11は直流出力
電圧を検知する検知回路、12は検知回路11によって検知
された直流出力電圧の情報を制御回路5へ帰還するフォ
トカプラである。以下に従来例の動作について説明す
る。
2. Description of the Related Art A conventional self-excited oscillation type switching power supply device has a structure as shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 1 is a rectifying / smoothing circuit, which converts the received AC input voltage into a DC input voltage. A switching transformer 2 has a primary winding 21, a bias winding 22, and a secondary winding 23. A main switching element 3 is turned on and off to convert a DC input voltage into a high frequency AC voltage and input it to the primary winding 21. 4 is starting resistance, 5
Is a control circuit, 6 is a drive circuit, 7 is a diode, and 8 is a capacitor. The high-frequency AC voltage generated in the bias winding 22 is rectified and smoothed by the diode 7 and the capacitor 8, and the bias voltage of the control circuit 5 is supplied. 9 is a diode, 10
Is a capacitor for rectifying and smoothing the high frequency AC voltage generated in the secondary winding 23 and supplying a DC output voltage. Reference numeral 11 is a detection circuit for detecting the DC output voltage, and 12 is a photocoupler for feeding back the information of the DC output voltage detected by the detection circuit 11 to the control circuit 5. The operation of the conventional example will be described below.

整流平滑回路1へ入力された交流入力電圧は直流入力
電圧に変換され、起動抵抗4を介して制御回路5をバイ
アスする。バイアスされた制御回路5はパルスを出力
し、ドライブ回路6によって増幅されて主スイッチング
素子3をオンオフする。すると直流入力電圧は高周波交
流電圧に変換され1次巻線21へ入力され、バイアス巻線
22、2次巻線23にはそれぞれの巻数比に応じた高周波交
流電圧が発生する。バイアス巻線22に発生した高周波交
流電圧はダイオード7及びコンデンサ8によって整流平
滑され、バイアス電圧として制御回路5に供給される。
2次巻線23に発生した高周波交流電圧はダイオード9,コ
ンデンサ10によってそのフライバック電圧を整流平滑さ
れて直流出力電圧VOUTとして供給される。直流出力電圧
VOUTは検知回路11によってその情報をフォトカプラ12を
介して制御回路5へ帰還される。制御回路5はバイアス
巻線22に発生する高周波交流電圧を検知しており、主ス
イッチング素子3がオンしている間(以下オン期間と呼
び同様にオフしている時間をオフ期間と呼ぶ)にスイッ
チングトランス2に蓄えられた励磁エネルギーが放出さ
れ尽くし、フライバック電圧が無くなると、出力をHに
し、ドライブ回路6を介して主スイッチング素子3をオ
ンにする。そして前記フォトカプラ12からの情報を受
け、直流出力電圧VOUTを安定化すべく、オン期間を決定
し、そのオン期間に至ると出力をLにし、主スイッチン
グ素子3をオフにする。以上の動作によって安定した直
流出力電圧VOUTを供給するのである。1次巻線21の巻数
をNP、2次巻線23の巻数をNS、オン期間をTON、オフ期
間をTOFF、直流入力電圧をVIN、直流出力電圧をVOUT
ダイオード9の順方向電圧を無視すると、VOUTは次式で
表わされる。
The AC input voltage input to the rectifying / smoothing circuit 1 is converted into a DC input voltage, and the control circuit 5 is biased via the starting resistor 4. The biased control circuit 5 outputs a pulse, which is amplified by the drive circuit 6 to turn on / off the main switching element 3. Then, the DC input voltage is converted into a high frequency AC voltage and input to the primary winding 21, and the bias winding
A high-frequency AC voltage is generated in the secondary winding 23 and the secondary winding 23 according to the respective turns ratio. The high frequency AC voltage generated in the bias winding 22 is rectified and smoothed by the diode 7 and the capacitor 8 and supplied to the control circuit 5 as a bias voltage.
The high frequency AC voltage generated in the secondary winding 23 is rectified and smoothed by the flyback voltage by the diode 9 and the capacitor 10 and supplied as the DC output voltage V OUT . DC output voltage
V OUT is fed back by the detection circuit 11 to the control circuit 5 via the photocoupler 12 with the information. The control circuit 5 detects the high-frequency AC voltage generated in the bias winding 22, and while the main switching device 3 is on (hereinafter, the off period is the same as the on period). When the excitation energy stored in the switching transformer 2 is exhausted and the flyback voltage disappears, the output is set to H and the main switching element 3 is turned on via the drive circuit 6. Then, receiving the information from the photocoupler 12, the ON period is determined in order to stabilize the DC output voltage V OUT , and when the ON period is reached, the output is set to L and the main switching element 3 is turned off. By the above operation, the stable DC output voltage V OUT is supplied. The number of turns of the primary winding 21 is N P , the number of turns of the secondary winding 23 is N S , the ON period is T ON , the OFF period is T OFF , the DC input voltage is V IN , the DC output voltage is V OUT ,
Ignoring the forward voltage of diode 9, V OUT is given by:

一方、直流出力電流IOUT、1次巻線21のインダクタン
スをLPとすると、IOUTは次式で表わされる。
On the other hand, assuming that the DC output current I OUT and the inductance of the primary winding 21 are L P , I OUT is expressed by the following equation.

第4図は従来回路における主スイッチング素子3のド
レイン−ソース開電圧VDSと1次巻線21に流れる電流
ID、2次巻線23に流れる電流ISの波形図を示す。
FIG. 4 shows the drain-source open voltage V DS of the main switching element 3 and the current flowing through the primary winding 21 in the conventional circuit.
A waveform diagram of I D and the current I S flowing through the secondary winding 23 is shown.

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、前記(1),(2)式か
らもわかるように、直流出力電流IOUTが少なくなるとそ
れに比例してTON及びTOFFが小さくなっていく。ところ
が主スイッチング素子3やドライブ回路6、あるいは制
御回路5の能力によってTONには最小限界値TON MINが存
在し、TONをこれより小さくしようとすると、間欠発振
を起こしたり、主スイッチング素子3がA級動作を起こ
す。間欠発振を起こすような場合は直流出力電流が急変
するような過渡現象に対し応答が悪くなったり間欠発振
の周波数リップル成分が出力電圧に発生したり、A級動
作を起こすような場合には、主スイッチング素子3が発
熱するという問題があった。
Problems to be Solved by the Invention In such a conventional configuration, as can be seen from the equations (1) and (2), when the DC output current I OUT decreases, T ON and T OFF decrease in proportion thereto. It will become. However there is a minimum limit value T ON MIN to T ON by the ability of the main switching device 3 and the drive circuit 6 or the control circuit 5, when you try to less than this T ON, or causing intermittent oscillation, a main switching element 3 causes Class A operation. When intermittent oscillation occurs, the response to the transient phenomenon that the DC output current changes suddenly becomes poor, when the frequency ripple component of intermittent oscillation occurs in the output voltage, or when class A operation occurs, There is a problem that the main switching element 3 generates heat.

この問題点を解決する手段として、第5図に示したよ
うな回路構成が考案されている。第5図において、1〜
12は、上記従来例で示したものと同等である。13〜16は
抵抗、17〜19はNPNトランジスタ、30は規定電圧源で、
その電圧をVTHとする。31はコンデンサで、その両端電
圧をVCとする。32はツェナーダイオードで、そのツェナ
ー電圧をVZとする。33はコンパレータで、入力端子に
VCを、入力端子にVTHを入力される。34は定電流源
で、その電流値をI1とする。以下その動作について説明
する。
As a means for solving this problem, a circuit configuration as shown in FIG. 5 has been devised. In FIG. 5, 1 to
12 is equivalent to that shown in the above-mentioned conventional example. 13 to 16 are resistors, 17 to 19 are NPN transistors, 30 is a specified voltage source,
Let that voltage be V TH . 31 is a capacitor, the voltage across which is V C. 32 is a zener diode, and its zener voltage is V Z. 33 is a comparator,
V C is input and V TH is input to the input terminal. 34 is a constant current source, and its current value is I 1 . The operation will be described below.

整流平滑回路1へ入力された交流入力電圧は直流入力
電圧VINに変換され、起動抵抗4を介して制御回路5を
バイアスする。すると制御回路5はパルスを出力し、抵
抗13を介してドライブ回路6へ入力され、ここで主スイ
ッチング素子3をオンオフできるように増幅して出力さ
れる。主スイッチン素子3によって直流入力電圧VIN
高周波交流電圧に変換されて1次巻線21に入力され、バ
イアス巻線22、2次巻線23にはそれぞれの巻数比に応じ
た高周波交流電圧が発生する。バイアス巻線22に発生し
た高周波交流電圧はダイオード7及びコンデンサ8によ
って整流平滑され、バイアス電圧として制御回路5に供
給される。2次巻線23に発生した高周波交流電圧はダイ
オード9,コンデンサ10によってそのフライバック電圧を
整流平滑されて直流出力電圧VOUTとして供給される。直
流出力電圧VOUTは検知回路11によってその情報をフォト
カプラ12を介して制御回路5へ帰還される。制御回路5
はバイアス巻線22に発生する高周波交流電圧を検知して
おり、オン期間にスイッチングトランス2に蓄えられた
励磁エネルギーが放出され尽くし、フライバック電圧が
無くなると、出力をHにし、抵抗13、ドライブ回路6を
介して主スイッチング素子3をオンにする。そして前記
フォトカプラ12からの情報を受け、直流出力電圧VOUT
安定化すべく、オン期間を決定し、そのオン期間に至る
と出力をLにして主スイッチング素子をオフにする。以
上の動作によって安定した直流出力電圧VOUTを供給する
のである。一方、オン期間では、抵抗16を介してトラン
ジスタ19にベース電流が流れ、同19をオンし、コンデン
サ31とツェナーダイオード32の両端を短絡する。すると
コンパレータ33の出力はHであるが、トランジスタ18
が、抵抗15を介してベース電流を供給されオンしている
ので、トランジスタ17はオフし、結局オン期間ではドラ
イブ回路6の入力電圧V1はHのままとなる。次に制御回
路5の出力V2がLになると主スイッチング素子3をオフ
すると同時に、トランジスタ18,19はベース電流の供給
を断たれオフする。すると、定電流源34によってコンデ
ンサ31は充電され、コンデンサ31の両端電圧VCが規定電
圧源30の電圧VTHになるまで、コンパレータ33はHを出
力し、トランジスタ17は抵抗14を介してベース電流を供
給されてオンする。コンデンサ31の充電が進み、VC>V
THとなるとコンパレータ33の出力は反転しLとなるので
トランジスタ17はベース電流の供給を断たれてオフす
る。すなわち、コンデンサ31が0VからVTHになるまでの
充電期間はトランジスタ17によってV1は強制的にLとさ
れており、たとえ、この期間内にフライバック電圧がな
くなって制御回路5の出力V2がHになってもそれはドラ
イブ回路6へ伝達されず、主スイッチング素子3はオフ
のままであり、コンデンサ31の充電期間が終わってトラ
ンジスタ17がオフしてからV1がHとなり主スイッチング
素子3をオンするのである。また、トランジスタ17がオ
フした時にV2がLのままであれば、オフ期間は続き、V2
がHになってオン期間に移行する。この場合は、さらに
コンデンサ31の充電が進み、やがてツェナー電圧VZにク
ランプされ、I1はツェナーダイオード32へ流れる。VC
VTHになるまでのコンデンサ31の充電期間すなわち規制
最小オフ期間▲TMIN OFF▼はコンデンサ31の容量をC31
とすると、 で表わされる。このように主スイッチング素子3が一旦
オフすると、ある一定期間だけは強制的にオフを持続す
るようにすることにより、直流出力電流が減少し、オン
期間とオフ期間が短くなっても、オフ期間に最小値を設
けてあるので、オン期間も従来の場合に比べて短くなら
ず、より少ない直流出力電流まで安定な動作をするよう
になる。オン期間の最小限界値を▲TMIN ON▼とし、▲
MIN ON▼に対して、フライバック電圧の発生している
期間すなわちスイッチングトランス2の励磁エネルギー
が放出し終わる期間をTOFF′とすると、前記(1)式か
らTOFF′は と表わされ、従来の構成で安定に得られる最小出力電流
▲IMIN OUT▼は前記(2)式から となる。一方、前述の手段を設け、規制最小オフ期間を
▲TMIN OFF▼とすると、 となり、(5),(6)式から、従来よりも(▲TMIN
ON▼+TOFF′)/▲TMIN ON▼+▲TMIN OFF▼)だけ▲
MIN OUT▼を小さくすることができる。▲TMIN OFF▼>
TOFF′に設定するのは明らかである。
The AC input voltage input to the rectifying / smoothing circuit 1 is converted into the DC input voltage V IN , and the control circuit 5 is biased via the starting resistor 4. Then, the control circuit 5 outputs a pulse, which is input to the drive circuit 6 via the resistor 13, where it is amplified and output so that the main switching element 3 can be turned on and off. The DC input voltage V IN is converted into a high frequency AC voltage by the main switching element 3 and input to the primary winding 21, and the bias winding 22 and the secondary winding 23 are supplied with the high frequency AC voltage according to the respective turns ratio. Occurs. The high frequency AC voltage generated in the bias winding 22 is rectified and smoothed by the diode 7 and the capacitor 8 and supplied to the control circuit 5 as a bias voltage. The high frequency AC voltage generated in the secondary winding 23 is rectified and smoothed by the flyback voltage by the diode 9 and the capacitor 10 and supplied as the DC output voltage V OUT . The DC output voltage V OUT is fed back by the detection circuit 11 to the control circuit 5 via the photocoupler 12 with its information. Control circuit 5
Detects the high-frequency AC voltage generated in the bias winding 22, and when the excitation energy stored in the switching transformer 2 is exhausted during the ON period and the flyback voltage disappears, the output is set to H, the resistor 13, the drive The main switching element 3 is turned on via the circuit 6. Then, receiving the information from the photocoupler 12, the ON period is determined in order to stabilize the DC output voltage V OUT , and when the ON period is reached, the output is set to L and the main switching element is turned off. By the above operation, the stable DC output voltage V OUT is supplied. On the other hand, during the ON period, the base current flows through the transistor 19 through the resistor 16, turns ON the transistor 19, and short-circuits both ends of the capacitor 31 and the Zener diode 32. Then, the output of the comparator 33 is H, but the transistor 18
However, since the base current is supplied through the resistor 15 to turn it on, the transistor 17 is turned off, and the input voltage V 1 of the drive circuit 6 remains H during the on period. Next, when the output V 2 of the control circuit 5 becomes L, the main switching element 3 is turned off, and at the same time, the transistors 18 and 19 are turned off because the supply of the base current is cut off. Then, the capacitor 31 is charged by the constant current source 34, the comparator 33 outputs H until the voltage V C across the capacitor 31 becomes the voltage V TH of the specified voltage source 30, and the transistor 17 is connected to the base via the resistor 14. It is turned on by being supplied with current. Charging of the capacitor 31 progresses, and V C > V
When it becomes TH , the output of the comparator 33 is inverted and becomes L, so that the transistor 17 cuts off the supply of the base current and is turned off. That is, V 1 is forcibly set to L by the transistor 17 during the charging period until the capacitor 31 changes from 0V to V TH , and even if the flyback voltage disappears within this period, the output V 2 of the control circuit 5 is reduced. H is not transmitted to the drive circuit 6, the main switching element 3 remains off, and V 1 becomes H after the transistor 17 turns off after the charging period of the capacitor 31 ends and the main switching element 3 Turn on. If V 2 remains L when the transistor 17 turns off, the off period continues and V 2
Becomes H and shifts to the ON period. In this case, the capacitor 31 is further charged, and is eventually clamped to the Zener voltage V Z , and I 1 flows to the Zener diode 32. V C
The charging period of the capacitor 31 until reaching V TH , that is, the regulation minimum off period ▲ T MIN OFF ▼, changes the capacitance of the capacitor 31 to C 31
Then Is represented by Thus, once the main switching element 3 is turned off, the DC output current is reduced by forcibly maintaining the off state for a certain period of time, and even if the on period and the off period are shortened, the off period is reduced. Since the minimum value is provided for the ON period, the ON period is not shortened as compared with the conventional case, and stable operation can be performed up to a smaller DC output current. The minimum limit value of the ON period is ▲ T MIN ON ▼, and ▲
Assuming that T OFF ′ is the period during which the flyback voltage is generated with respect to T MIN ON ▼, that is, the period when the excitation energy of the switching transformer 2 is completely released, then T OFF ′ is calculated from the equation (1). The minimum output current ▲ I MIN OUT ▼ that can be stably obtained with the conventional configuration is expressed by the above equation (2). Becomes On the other hand, when the above-mentioned means is provided and the minimum regulation off period is ▲ T MIN OFF ▼, Therefore, from equations (5) and (6), (▲ T MIN
ON ▼ + T OFF ′) / ▲ T MIN ON ▼ + ▲ T MIN OFF ▼) only ▲
It is possible to reduce I MIN OUT ▼. ▲ T MIN OFF ▼ >
Clearly, setting it to T OFF ′.

しかしながらこの回路構成も次に述べる問題点を有し
ている。ターン・オン後、コンデンサ31の電位を0Vまで
放電する時間よりもオン期間TONが短い場合、コンデン
サ31が放電されるより先にオフ期間に移行してしまい、
最小オフ期間を正常に設定できなくなる。第6図はこの
様子を表わしたもので、主スイッチング素子3のドレイ
ン・ソース間電圧VDS、1次巻線21に流れる電流ID、2
次巻線23に流れる電流IS、コンデンサ31の両端電圧VC
波形図である。
However, this circuit configuration also has the following problems. After the turn-on, if the ON period T ON is shorter than the time to discharge the potential of the capacitor 31 to 0 V , the OFF period will start before the capacitor 31 is discharged,
The minimum off period cannot be set normally. FIG. 6 shows this state. The drain-source voltage V DS of the main switching element 3, the current I D flowing in the primary winding 21,
7 is a waveform diagram of a current I S flowing through the next winding 23 and a voltage V C across the capacitor 31.

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、バイアス巻線
に発生する高周波交流電圧を検知して前記主スイッチン
グ素子のオフ期間に発生しているフライバック電圧の低
下に同期してパルス電圧を発生させ、前記出力直流電圧
を安定すべくそのパルス幅を制御して出力する機能を持
った制御回路と、前記主スイッチング素子を駆動すべく
前記パルス電圧を抵抗を介して入力して増幅して出力す
るドライブ回路に加えて、前記ドライブ回路の入力パル
ス電圧に同期してコンデンサを充放電する充放電回路
と、前記コンデンサの両端電圧と第1の規定電圧値とを
比較する比較回路と、同比較回路の出力を抵抗を介して
ドライブされて前記ドライブ回路の入力をオンオフする
第1のトランジスタと、同ドライブ回路の入力パルスを
入力されて前記第1のトランジスタのベース・エミッタ
間をオンオフする第2のトランジスタとで構成され前記
主スイッチング素子が一旦オフすると、少なくとも規定
時間だけは強制的にオフを持続するような、動作をする
ようにし、さらに前記充放電回路に、前記コンデンサを
一旦放電させると少なくとも別に設けた第2の規定値ま
では放電を持続する機能を設けたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve this problem, the present invention detects a high frequency AC voltage generated in a bias winding and reduces the flyback voltage generated during the off period of the main switching element. A pulse voltage is generated in synchronization with the control circuit having a function of controlling and outputting the pulse width of the output DC voltage to stabilize the output DC voltage, and the pulse voltage via a resistor to drive the main switching element. In addition to a drive circuit for inputting, amplifying, and outputting the input voltage, a charge / discharge circuit for charging / discharging the capacitor in synchronization with the input pulse voltage of the drive circuit, a voltage across the capacitor, and a first specified voltage value are provided. A comparison circuit for comparison, a first transistor that drives the output of the comparison circuit via a resistor to turn on / off the input of the drive circuit, and an input transistor of the drive circuit. A second transistor that receives a pulse and turns on / off the base / emitter of the first transistor, and once the main switching element is turned off, the main switching element is forcibly kept off for at least a prescribed time, In addition, the charging / discharging circuit is provided with a function of sustaining discharging up to a second specified value provided at least separately when the capacitor is once discharged.

作 用 この構成により、主スイッチング素子が一旦オフする
と、ある一定期間だけは強制的にオフを持続することに
より、より少ない直流出力電流まで安定動作ができると
いう特長に加えて、オン期間がどんなに短くなっても、
前述の規制最小オフ期間を正常に設定できるようにな
る。
Operation With this configuration, once the main switching element is turned off, it is forcibly kept off for a certain period of time, which allows stable operation up to a smaller DC output current. Even if
The above-mentioned minimum regulation off period can be normally set.

実施例 第1図は本発明の一実施例による自励発振式スイッチ
ング電源装置を示す回路構成図であり、第1図におい
て、1〜19,30〜33は第5図で示した従来例と同様であ
る。40は放電回路であり、抵抗16を介して端子41に電圧
が印加されると端子43からトランジスタ19へベース電流
を供給する。端子42はコンデンサ31の両端電圧VCを検知
しており、一旦端子41に電圧を印加され端子43からベー
ス電流を流すと、少なくともVCが別に設定された規定電
圧値▲V TH▼になるまでは端子43からのベース電流を
持続する機能を有している。
Embodiment FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a self-excited oscillation type switching power supply device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 to 19 and 30 to 33 are the same as those of the conventional example shown in FIG. It is the same. Reference numeral 40 denotes a discharge circuit, which supplies a base current from the terminal 43 to the transistor 19 when a voltage is applied to the terminal 41 via the resistor 16. The terminal 42 detects the voltage V C across the capacitor 31, and once a voltage is applied to the terminal 41 and a base current is made to flow from the terminal 43, at least V C becomes a specified voltage value ▲ V TH ▼ set separately. Until then, it has the function of sustaining the base current from the terminal 43.

第2図に放電回路40の具体例を2例示す。第2図
(a)の動作をまず説明する。第2図(a)において50
はコンパレータ、51はXOR回路、52,53はAND回路、54はR
Sフリップフロップである。ターン・オン後、端子41が
H、端子42には充電電圧があるためVC>VTH2よりコンパ
レータ50の出力55はL、従ってXOR回路51の出力56は
H、AND回路52の出力57はH、AND回路53の出力58はL、
RSフリップフロップ54の出力すなわち端子43はHとな
り、トランジスタ19を動作する。トランジスタ19が動作
するとVCは放電し低下するが、VC>VTH2の間にターン・
オフして端子41がLとなっても、55がL、56がL、57が
L、58がLとなり端子43はHを持続する。やがてVC<V
TH2となると、55がH、56がH、57がL、58がHとな
り、端子43は反転してLとなりトランジスタ19はオフ
し、VCは再び充電され、上昇する。VCが上昇しVC>VTH2
となり55がLとなっても、オフ期間であるため端子41は
L、56はL、57,58は共にL,Lであり、端子43はLを持続
する。さらに再びターン・オンすると上記の動作を繰返
し、端子43はHとなってVC<VTH2となるまでVCを放電す
る。
FIG. 2 shows two specific examples of the discharge circuit 40. The operation of FIG. 2A will be described first. 50 in FIG. 2 (a)
Is a comparator, 51 is an XOR circuit, 52 and 53 are AND circuits, and 54 is an R circuit.
It is an S flip-flop. After turn-on, since terminal 41 is H and terminal 42 has a charging voltage, the output 55 of comparator 50 is L because V C > V TH2 . Therefore, output 56 of XOR circuit 51 is H and output 57 of AND circuit 52 is H, the output 58 of the AND circuit 53 is L,
The output of the RS flip-flop 54, that is, the terminal 43 becomes H, and the transistor 19 is operated. When transistor 19 operates, V C discharges and falls, but it turns on when V C > V TH2.
Even if it is turned off and the terminal 41 becomes L, 55 becomes L, 56 becomes L, 57 becomes L, 58 becomes L, and the terminal 43 maintains H. Eventually V C <V
When it becomes TH2 , 55 becomes H, 56 becomes H, 57 becomes L, 58 becomes H, the terminal 43 is inverted and becomes L, the transistor 19 is turned off, and V C is charged again and rises. V C rises and V C > V TH2
Even if 55 becomes L, since it is an off period, the terminal 41 is L, 56 is L, 57 and 58 are L, L, and the terminal 43 maintains L. Further to turn on again repeating the above operations, the terminal 43 discharges the V C until V C <V TH2 becomes H.

次に第2図(b)を説明する。第2図(b)において
61〜64は電流源であり、特に電流源62の電流値をI1、電
流源64の電流値をI2とする。65〜68はPNPトランジスタ
で、コンパレータを構成する。69はNPNトランジスタ、7
0,71は抵抗であり、特に抵抗71の抵抗値をRTHとする。
ターン・オン後、端子41がHとなるとトランジスタ69が
オンし、抵抗71を短絡し、トランジスタ67,68が動作し
端子43からトランジスタ19へベース電流を供給し、これ
を動作する。トランジスタ19が動作すると、VCは放電し
低下するが、VCが充分低下しない間にターン・オフして
端子41からトランジスタ69へのベース電流が断たれこれ
がオフしても、抵抗71の両端にはVTH2=I2・RTHの電位
が有り、VC>VTH2の間は、トランジスタ67,68は動作を
続け、端子43からトランジスタ19へのベース電流は供給
され続ける。やがてVC<VTH2となると、トランジスタ6
7,68はオフし、トランジスタ65,66が動作する。すると
端子43からのトランジスタ19へのベース電流は断たれ、
トランジスタ19はオフし、VCは充電され上昇する。一
方、抵抗71の両端には(I1+I2)・RTHの電位が発生す
る。(I1+I2)・RTHはツェナーダイオード32のツェナ
ー電位より大きく、又、VTH2=I2・RTHは充分小さくす
るように、I1,I2,RTHを設定する。さらに再びターン・
オンすると前記動作を繰返し、端子43はベース電流をト
ランジスタ19へ供給し、VC<VTH2となるまでVCを放電す
る。
Next, FIG. 2 (b) will be described. In Figure 2 (b)
Reference numerals 61 to 64 denote current sources, and particularly, the current value of the current source 62 is I 1 and the current value of the current source 64 is I 2 . 65 to 68 are PNP transistors which form a comparator. 69 is NPN transistor, 7
0 and 71 are resistors, and the resistance value of the resistor 71 is R TH .
After turning on, when the terminal 41 becomes H, the transistor 69 is turned on, the resistor 71 is short-circuited, the transistors 67 and 68 operate, and the base current is supplied from the terminal 43 to the transistor 19 to operate. When transistor 19 operates, V C discharges and drops, but it turns off while V C does not drop sufficiently and the base current from terminal 41 to transistor 69 is cut off. Has a potential of V TH2 = I 2 · R TH , and while V C > V TH2 , the transistors 67 and 68 continue to operate and the base current from the terminal 43 to the transistor 19 continues to be supplied. When V C <V TH2 , the transistor 6
7,68 turns off, and transistors 65,66 operate. Then, the base current from the terminal 43 to the transistor 19 is cut off,
Transistor 19 turns off and V C charges and rises. On the other hand, a potential of (I 1 + I 2 ) · R TH is generated across the resistor 71. I 1 , I 2 , R TH are set so that (I 1 + I 2 ) · R TH is larger than the Zener potential of the Zener diode 32, and V TH2 = I 2 · R TH is sufficiently small. Then turn again
On the repeat the operation, the terminal 43 supplies the base current to the transistor 19 to discharge the V C until V C <V TH2.

発明の効果 以上のように本発明によれば、主スイッチング素子が
一旦オフすると、ある一定期間(規制最小オフ期間)だ
けは強制的にオフを持続させることにより、より少ない
直流出力電流まで安定動作ができるという特長に加え
て、オン期間がどんなに短くなっても規制最小オフ期間
を正常に設定できるようになるという効果が得られる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, once the main switching element is turned off, the main switching element is forcibly kept off for a certain period of time (minimum regulation off period), thereby achieving stable operation up to a smaller DC output current. In addition to the feature that the ON period can be shortened, the regulation minimum OFF period can be normally set.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例による自励発振式スイッチン
グ電源装置の回路構成図であり、第2図a,bは第1図の
主要部分である放電回路の具体例を2例示した電気的回
路図であり、第3図は従来の自励発振式スイッチング電
源装置の回路構成図、第4図は第3図の主要部動作波形
図、第5図は従来回路の改良回路構成図、第6図は第5
図の主要部動作波形図である。 1……整流平滑回路、2……スイッチングトランス、3
……主スイッチング素子、4……起動抵抗、5……制御
回路、6……ドライブ回路、7……ダイオード、8……
コンデンサ、9……ダイオード、10……コンデンサ、11
……検知回路、12……フォトカプラ、13〜16……抵抗、
17〜19……NPNトランジスタ、21……1次巻線、22……
バイアス巻線、23……2次巻線、30……電圧源、31……
コンデンサ、32……ツェナーダイオード、33……コンパ
レータ、40……放電回路、41〜43……放電回路40の端
子、50……コンパレータ、51……XOR回路、52,53……AN
D回路、54……RSフリップフロップ、61〜64……電流
源、65〜68……PNPトランジスタ、69……NPNトランジス
タ、70〜71……抵抗。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a self-excited oscillation type switching power supply device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2a and 2b are electrical diagrams illustrating two specific examples of a discharge circuit which is a main part of FIG. 3 is a schematic circuit diagram, FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a conventional self-excited oscillation type switching power supply device, FIG. 4 is an operation waveform diagram of a main part of FIG. 3, FIG. 5 is an improved circuit configuration diagram of a conventional circuit, FIG. 6 is the fifth
It is a main part operation | movement waveform diagram of a figure. 1 ... Rectifying and smoothing circuit, 2 ... Switching transformer, 3
...... Main switching element, 4 ... Starting resistance, 5 ... Control circuit, 6 ... Drive circuit, 7 ... Diode, 8 ...
Capacitor, 9 ... Diode, 10 ... Capacitor, 11
...... Detection circuit, 12 ...... Photo coupler, 13 to 16 ...... Resistance,
17 to 19 …… NPN transistor, 21 …… Primary winding, 22 ……
Bias winding, 23 …… Secondary winding, 30 …… Voltage source, 31 ……
Capacitor, 32 ...... Zener diode, 33 …… Comparator, 40 …… Discharge circuit, 41 to 43 …… Discharge circuit 40 terminals, 50 …… Comparator, 51 …… XOR circuit, 52, 53 …… AN
D circuit, 54 …… RS flip-flop, 61-64 …… current source, 65-68 …… PNP transistor, 69 …… NPN transistor, 70-71 …… resistor.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力直流電圧を、主スイッチング素子によ
って高周波交流電圧に変換し、少なくとも1次巻線,2次
巻線,バイアス巻線を備えたスイッチングトランスの1
次巻線に入力し、前記2次巻線から出力される高周波交
流電圧を整流平滑して負荷へ規定の出力直流電圧を供給
する構成とし、前記バイアス巻線に発生する高周波交流
電圧を検知して前記主スイッチング素子のオフ期間に発
生しているフライバック電圧の低下に同期してパルス電
圧を発生させ、前記出力直流電圧を安定すべくそのパル
ス幅を制御して出力する機能を持った制御回路と、前記
主スイッチ素子を駆動すべく前記パルス電圧を抵抗を介
して入力して増幅して出力するドライブ回路に加えて、
前記ドライブ回路の入力パルス電圧に同期してコンデン
サを充放電する充放電回路と、前記コンデンサの両端電
圧と第1の規定電圧値とを比較する比較回路と、同比較
回路の出力を抵抗を介してドライブされて前記ドライブ
回路の入力をオンオフする第1のトランジスタと、同ド
ライブ回路の入力パルスを入力されて前記第1のトラン
ジスタのベース・エミッタ間をオン,オフする第2のト
ランジスタとで構成され、前記主スイッチング素子が一
旦オフすると、少なくとも規定時間だけは強制的にオフ
を持続するような動作をするようにし、さらに、前記充
放電回路に、前記コンデンサを一旦、放電しはじめる
と、少なくとも別に設けた第2の規定電圧値になるま
で、放電を持続する機能を設けた自励発振式スイッチン
グ電源装置。
1. A switching transformer having at least a primary winding, a secondary winding, and a bias winding, which converts an input DC voltage into a high-frequency AC voltage by a main switching element.
The high frequency AC voltage that is input to the secondary winding and is rectified and smoothed by rectifying and smoothing the high frequency AC voltage that is output from the secondary winding is supplied to the load, and the high frequency AC voltage that is generated in the bias winding is detected. A control having a function of generating a pulse voltage in synchronization with the reduction of the flyback voltage generated during the off period of the main switching element and controlling the pulse width to output the output DC voltage to stabilize it. In addition to a circuit and a drive circuit for inputting, amplifying and outputting the pulse voltage via a resistor to drive the main switch element,
A charge / discharge circuit that charges and discharges a capacitor in synchronization with an input pulse voltage of the drive circuit, a comparison circuit that compares the voltage across the capacitor with a first specified voltage value, and the output of the comparison circuit via a resistor. And a second transistor that is driven by a transistor to turn on / off the input of the drive circuit, and a second transistor that receives an input pulse of the drive circuit to turn on / off the base-emitter of the first transistor. Once the main switching element is turned off, the main switching element is forcibly kept off for at least a specified time, and at least once the capacitor is started to be discharged into the charge / discharge circuit. A self-excited oscillation type switching power supply device provided with a function of sustaining discharge until a separately provided second specified voltage value is reached.
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