JP2692137B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JP2692137B2 JP2692137B2 JP63127727A JP12772788A JP2692137B2 JP 2692137 B2 JP2692137 B2 JP 2692137B2 JP 63127727 A JP63127727 A JP 63127727A JP 12772788 A JP12772788 A JP 12772788A JP 2692137 B2 JP2692137 B2 JP 2692137B2
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- power supply
- ripple
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はオン・オフ式のスイッチング電源装置に関す
るものである。
るものである。
従来の技術 近年、電源回路の小型化、高効率、高安定性などの点
からスイッチング電源装置の各種機器への導入が急速に
広がりつつあるが、なかでも特に構成が簡単な事からオ
ン・オフ式のスイッチング電源装置が多く使用されてい
る。
からスイッチング電源装置の各種機器への導入が急速に
広がりつつあるが、なかでも特に構成が簡単な事からオ
ン・オフ式のスイッチング電源装置が多く使用されてい
る。
以下図面を参照しながら上述した従来のオン・オフ式
スイッチング電源装置について説明をおこなう。
スイッチング電源装置について説明をおこなう。
第３図Ａ、Ｂは従来の一例で一石のスイッチングトラ
ンジスタを使用したオン・オフ式スイッチング電源装置
の基本構成およびその動作波形図を示す。
ンジスタを使用したオン・オフ式スイッチング電源装置
の基本構成およびその動作波形図を示す。
商用交流電源１を直流電圧に変換するブリッジ整流ダイ
オード２と入力平滑コンデンサ３、トランス４、トラン
ス４の一次側に接続されたスイッチングトランジスタ1
4、出力側からフィードバック信号を受けてスイッチン
グトランジスタ14のスイッチングのパルス幅デューティ
を制御する制御回路13、出力側の整流ダイオード５、出
力平滑コンデンサ６、誤差増幅器10、基準電圧11、出力
電圧を誤差増幅器10に入力する際のブリーダ抵抗８と
９、負荷７および誤差増幅器10の出力電圧と制御回路13
に伝達する際の絶縁をおこなうフォトカプラ12から構成
される。
オード２と入力平滑コンデンサ３、トランス４、トラン
ス４の一次側に接続されたスイッチングトランジスタ1
4、出力側からフィードバック信号を受けてスイッチン
グトランジスタ14のスイッチングのパルス幅デューティ
を制御する制御回路13、出力側の整流ダイオード５、出
力平滑コンデンサ６、誤差増幅器10、基準電圧11、出力
電圧を誤差増幅器10に入力する際のブリーダ抵抗８と
９、負荷７および誤差増幅器10の出力電圧と制御回路13
に伝達する際の絶縁をおこなうフォトカプラ12から構成
される。
一般にオン・オフ式のスイッチング電源装置は、商用
支流電源を整流平滑して得た直流入力電圧をVin、出力
直流電圧をVout、スイッチングトランジスタ14のオンデ
ューティをSonとすると（１）式で与えられる。
支流電源を整流平滑して得た直流入力電圧をVin、出力
直流電圧をVout、スイッチングトランジスタ14のオンデ
ューティをSonとすると（１）式で与えられる。
但し n:トランス巻き比 従って入力電圧Vinが変動する場合はオンデューティSon
を制御する事により出力電圧Voutを一定に保つ事ができ
る。尚、オンデューティSonの変化が小さい範囲内では
（１）式は（２）式のようにする事ができる。
を制御する事により出力電圧Voutを一定に保つ事ができ
る。尚、オンデューティSonの変化が小さい範囲内では
（１）式は（２）式のようにする事ができる。
但しA:比例定数 一方、基準電圧11をVrefとすると基準電圧Vrefに対する
出力電圧Voutの誤差ｅは（３）式で与えられる。
出力電圧Voutの誤差ｅは（３）式で与えられる。
但しＲ1、Ｒ2：ブリーダ抵抗８、９の抵抗値 e:誤差電圧 また、オンデューティSonは誤差電圧ｅを増幅してフォ
トカプラ12を経由して制御回路13に伝達して決定される
ため、以下の（４）式で表わされる。
トカプラ12を経由して制御回路13に伝達して決定される
ため、以下の（４）式で表わされる。
Son＝Ke＋Ｂ……………（４） 但しK:フィードバックゲイン B:設定デューティ（０＜Ｂ＜１） （２）、（３）、（４）式より誤差電圧ｅは以下のよう
に算出できる。
に算出できる。
但し （５）式においてＫはフィードバックゲインであり、誤
差増幅器10及びフォトカプラ12、制御回路13を経由した
場合の増幅度である。
差増幅器10及びフォトカプラ12、制御回路13を経由した
場合の増幅度である。
従って（５）式から明らかなように誤差電圧ｅを小さく
するためにはフィードバックゲインＫを大きくすれば良
い。
するためにはフィードバックゲインＫを大きくすれば良
い。
発明が解決しようとする課題 既に述べたようにオン・オフ式スイッチング電源の場
合は、入力電圧Vinの変動に対して（１）式で表わした
様にオンデューティSonを制御して出力電圧Voutを一定
に保つ。この場合の誤差電圧ｅは（５）で決まるため、
フィードバックゲインＫを極力大きくして誤差電圧ｅを
小さくする事ができる。
合は、入力電圧Vinの変動に対して（１）式で表わした
様にオンデューティSonを制御して出力電圧Voutを一定
に保つ。この場合の誤差電圧ｅは（５）で決まるため、
フィードバックゲインＫを極力大きくして誤差電圧ｅを
小さくする事ができる。
一方、入力電圧Vinには使用交流電源の周波数（半波
整流の場合）、或は２倍の周波数（ブリッジ整流の場
合）で入力平滑コンデンサ３が充電され前記周波数のリ
ップル電圧が発生し、精度を要する場合に問題となる。
とりわけ、テレビジョン受像機の場合は画面上に縞模様
となって出現するため出力電圧Voutに含まれる前記周波
数のリップル電圧を極力小さくする事が望ましい。
整流の場合）、或は２倍の周波数（ブリッジ整流の場
合）で入力平滑コンデンサ３が充電され前記周波数のリ
ップル電圧が発生し、精度を要する場合に問題となる。
とりわけ、テレビジョン受像機の場合は画面上に縞模様
となって出現するため出力電圧Voutに含まれる前記周波
数のリップル電圧を極力小さくする事が望ましい。
しかしながら、従来の技術ではフィードバックゲイン
Ｋをある程度以上大きくすると、フィードバックループ
の位相遅れのために系の応答が逆に不安定になる事があ
る。これはいわゆる閉ループ制御系の安定性に関する問
題であり、フィードバックゲインＫを大きくする事によ
り全周波数領域に対して増幅度が上ったために生じる問
題である。従って従来は入力平滑コンデンサ３の容量を
充分に大きくして入力電圧Vinに含まれるリップル成分
を抑える方法がとられており、コストアップの要因とな
りまた部品が大型化して小型化実装ができないなどの問
題があった。
Ｋをある程度以上大きくすると、フィードバックループ
の位相遅れのために系の応答が逆に不安定になる事があ
る。これはいわゆる閉ループ制御系の安定性に関する問
題であり、フィードバックゲインＫを大きくする事によ
り全周波数領域に対して増幅度が上ったために生じる問
題である。従って従来は入力平滑コンデンサ３の容量を
充分に大きくして入力電圧Vinに含まれるリップル成分
を抑える方法がとられており、コストアップの要因とな
りまた部品が大型化して小型化実装ができないなどの問
題があった。
本発明は上記課題に鑑み、平滑コンデンサの容量を大
きくすることなく、入力電圧に含まれるリップル成分を
抑えようとするものである。
きくすることなく、入力電圧に含まれるリップル成分を
抑えようとするものである。
課題を解決するための手段 以上のような課題に対し、本発明の電源装置は、スイ
ッチングトランジスタがオンした時に発生する電圧を取
り出すトランス検出巻線と、前記トランス検出巻線の巻
線電圧を整流する整流ダイオードと、商用交流電源の周
波数或いはその整数倍周波数成分のリップル電圧を取り
出し且つスイッチング周波数成分のリップル電圧を取り
除く積分回路と、レベル調整抵抗とを備え、これらの回
路を通して商用交流電源に基くリップル電圧を検出し誤
差増幅器に入力するものである。
ッチングトランジスタがオンした時に発生する電圧を取
り出すトランス検出巻線と、前記トランス検出巻線の巻
線電圧を整流する整流ダイオードと、商用交流電源の周
波数或いはその整数倍周波数成分のリップル電圧を取り
出し且つスイッチング周波数成分のリップル電圧を取り
除く積分回路と、レベル調整抵抗とを備え、これらの回
路を通して商用交流電源に基くリップル電圧を検出し誤
差増幅器に入力するものである。
作用 上記構成により、入力電圧Vinに含まれる商用交流電
源の周波数或いはその整数倍周波数成分のリップル電圧
を検出し誤差増幅器に入力する事により、前記周波数成
分に対するフィードバック量のみを増加し、制御系の安
定性を保ちつつ出力電圧の前記周波数リップル成分を著
しく抑える事ができる。
源の周波数或いはその整数倍周波数成分のリップル電圧
を検出し誤差増幅器に入力する事により、前記周波数成
分に対するフィードバック量のみを増加し、制御系の安
定性を保ちつつ出力電圧の前記周波数リップル成分を著
しく抑える事ができる。
実施例 本発明の第一の実施例を第１図Ａ、Ｂに示す。第１図
はトランス４の二次側に連続してリップル検出巻線15を
設け、スイッチングトランジスタ14がオンしたときにこ
のリップル検出巻線15に正電圧を発生させる場合であ
り、リップル検出巻線15と、その巻き線電圧Ｖ3を整流
するダイオード16と、積分抵抗17および積分コンデンサ
18と、レベル調整抵抗19から構成される。
はトランス４の二次側に連続してリップル検出巻線15を
設け、スイッチングトランジスタ14がオンしたときにこ
のリップル検出巻線15に正電圧を発生させる場合であ
り、リップル検出巻線15と、その巻き線電圧Ｖ3を整流
するダイオード16と、積分抵抗17および積分コンデンサ
18と、レベル調整抵抗19から構成される。
リップル検出巻線15に発生する電圧Ｖ3は、スイッチ
ングトランジスタ14がオンした際に正の電圧が発生する
ような極性にリップル検出巻線15が巻かれて得られるも
のであり、整流ダイオード16で整流したのち積分抵抗17
及び積分コンデンサ18で積分する。
ングトランジスタ14がオンした際に正の電圧が発生する
ような極性にリップル検出巻線15が巻かれて得られるも
のであり、整流ダイオード16で整流したのち積分抵抗17
及び積分コンデンサ18で積分する。
尚、上記積分定数はスイッチング周波数成分のリップ
ル電圧を除き、商用交流電源周波数或いはその整数倍周
波数成分のリップル電圧を取り出すように設定する。
ル電圧を除き、商用交流電源周波数或いはその整数倍周
波数成分のリップル電圧を取り出すように設定する。
以上のようにして得られた検出電圧Ｖ4は入力電圧Vin
と相似波形となるため、これをレベル調整抵抗19を介し
て誤差増幅器10に入力すると出力電圧Voutに含まれる商
用交流電源周波数或いはその整数倍周波数成分のリップ
ル成分を抑制するようにパルス幅デューティが制御でき
る。
と相似波形となるため、これをレベル調整抵抗19を介し
て誤差増幅器10に入力すると出力電圧Voutに含まれる商
用交流電源周波数或いはその整数倍周波数成分のリップ
ル成分を抑制するようにパルス幅デューティが制御でき
る。
尚、オン・オフ式スイッチング電源装置の場合は、ス
イッチングトランジスタ14がオフした時のトランス４の
２次巻線に発生する電圧Ｖ2（第３図Ｂ参照）をピーク
整流してこれを一定に保つように制御する。一方、前記
検出電圧Ｖ4はスイッチングトランジスタ14がオンした
時の巻線電圧Ｖ3から得るため、出力電圧Voutに含まれ
る商用交流電源周波数或いはその整数倍周波数のリップ
ル電圧振幅とは無関係に常に入力電圧Vinのリップル電
圧振幅に比例した信号を得る事ができる。従って充分な
レベルの検出信号を誤差増幅器10に入力する事が可能で
あり、結果として出力電圧Voutに含まれる前記リップル
電圧を著しく抑えることができる。以上の点からかかる
構成のリップル制御回路は開ループで制御動作をおこな
うものと言える。
イッチングトランジスタ14がオフした時のトランス４の
２次巻線に発生する電圧Ｖ2（第３図Ｂ参照）をピーク
整流してこれを一定に保つように制御する。一方、前記
検出電圧Ｖ4はスイッチングトランジスタ14がオンした
時の巻線電圧Ｖ3から得るため、出力電圧Voutに含まれ
る商用交流電源周波数或いはその整数倍周波数のリップ
ル電圧振幅とは無関係に常に入力電圧Vinのリップル電
圧振幅に比例した信号を得る事ができる。従って充分な
レベルの検出信号を誤差増幅器10に入力する事が可能で
あり、結果として出力電圧Voutに含まれる前記リップル
電圧を著しく抑えることができる。以上の点からかかる
構成のリップル制御回路は開ループで制御動作をおこな
うものと言える。
本発明の第２の実施例を第２図Ａ、Ｂに示す。第２図
はスイッチングトランジスタ14がオンした時にリップル
検出巻線15に負電圧を発生させる場合であり、検出電圧
Ｖ4の電圧波形の極性は入力電圧Vinに対し逆極性とな
る。従って反転回路20を介したのち誤差増幅器10に入力
する。その他の構成・動作は第１の実施例と同様であ
り、同じ効果を得ることができるものである。
はスイッチングトランジスタ14がオンした時にリップル
検出巻線15に負電圧を発生させる場合であり、検出電圧
Ｖ4の電圧波形の極性は入力電圧Vinに対し逆極性とな
る。従って反転回路20を介したのち誤差増幅器10に入力
する。その他の構成・動作は第１の実施例と同様であ
り、同じ効果を得ることができるものである。
発明の効果 本発明の電源装置によれば、トランスの二次側にリッ
プル検出巻線を連続して設け、このリップル検出巻線に
商用交流電源の周波数あるいはその整数倍周波数成分の
リップル電圧を取り出す積分回路を接続し、この積分回
路の出力検出信号を誤差増幅器の一方の入力信号として
加え、制御回路を通してスイッチングトランジスタのパ
ルス幅デューティを制御することにより、簡単な回路構
成にして、かつ入力平滑コンデンサの容量を増加する事
なく、入力電圧に含まれる商用交流電源周波数或いはそ
の整数倍周波数成分のリップル電圧に起因する出力電圧
中のリップル電圧を大きく抑えることができる。
プル検出巻線を連続して設け、このリップル検出巻線に
商用交流電源の周波数あるいはその整数倍周波数成分の
リップル電圧を取り出す積分回路を接続し、この積分回
路の出力検出信号を誤差増幅器の一方の入力信号として
加え、制御回路を通してスイッチングトランジスタのパ
ルス幅デューティを制御することにより、簡単な回路構
成にして、かつ入力平滑コンデンサの容量を増加する事
なく、入力電圧に含まれる商用交流電源周波数或いはそ
の整数倍周波数成分のリップル電圧に起因する出力電圧
中のリップル電圧を大きく抑えることができる。
第１図Ａ、Ｂは本発明の第１の実施例におけるスイッチ
ング電源装置の回路図および動作波形図、第２図Ａ、Ｂ
は本発明の第２の実施例の回路図および動作波形図、第
３図Ａ、Ｂは従来のオン・オフ式のスイッチング電源装
置の回路図および動作波形図である。 10……誤差増幅器、14……スイッチングトランジスタ、
15……トランス検出巻線、16……整流ダイオード、17…
…積分抵抗、18……積分コンデンサ、19……レベル調整
抵抗。
ング電源装置の回路図および動作波形図、第２図Ａ、Ｂ
は本発明の第２の実施例の回路図および動作波形図、第
３図Ａ、Ｂは従来のオン・オフ式のスイッチング電源装
置の回路図および動作波形図である。 10……誤差増幅器、14……スイッチングトランジスタ、
15……トランス検出巻線、16……整流ダイオード、17…
…積分抵抗、18……積分コンデンサ、19……レベル調整
抵抗。
Claims (1)
- 【請求項１】一時側巻線の一端に直流電源回路を接続
し、他端にスイッチングトランジスタを接続したトラン
スと、このトランスの二次側巻線に接続された出力整流
ダイオード及び出力平滑コンデンサと、一方の入力に基
準電圧源を接続し、他方の入力に上記出力整流ダイオー
ド及び出力平滑コンデンサより出力される出力電圧を入
力する誤差増幅器と、この誤差増幅器より出力される出
力電圧に基づいて上記スイッチングトランジスタのパル
ス幅デューティを制御し、出力電圧を安定化するための
制御回路とを備え、上記トランスの二次側巻線に上記ス
イッチングトランジスタがオンしたときに発生する電圧
を取り出すリップル検出巻線を連続して設け、上記リッ
プル検出巻線の巻線電圧を整流する整流ダイオードと、
商用交流電源の周波数或いはその整数倍周波数成分のリ
ップル電圧を取り出し、かつスイッチング周波数成分の
リップル電圧を取り除く積分回路とを上記リップル検出
巻線に接続し、積分しレベル調整したリップル検出信号
を上記誤差増幅器の他方の入力に供給して、出力電圧に
含まれる商用交流電源の周波数或いはその整数倍周波数
成分のリップル電圧を抑制するように制御回路を通して
上記スイッチングトランジスタのパルス幅デューティを
制御するようにしたスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63127727A JP2692137B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63127727A JP2692137B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298955A JPH01298955A (ja) | 1989-12-01 |
| JP2692137B2 true JP2692137B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=14967207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63127727A Expired - Lifetime JP2692137B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692137B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6044487U (ja) * | 1983-09-01 | 1985-03-28 | アルプス電気株式会社 | スイツチングレギユレ−タ |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP63127727A patent/JP2692137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01298955A (ja) | 1989-12-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 11 |