JP2853882B2 - Mag amp circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マスタースレーブ方式のマルチ出力形ス
イッチング電源におけるマグアンプ回路、詳しくは可飽
和リアクタと帰還増幅器等によって構成したマグアンプ
回路をスイッチング電源の電圧安定化回路に利用するも
のに関する。The present invention relates to a mag-amplifier circuit in a master-slave type multi-output switching power supply, and more particularly, to a mag-amplifier circuit composed of a saturable reactor, a feedback amplifier, and the like. It relates to a device used for a stabilization circuit.
高周波領域でのすぐれた磁気特性をもったアモルファ
ス可飽和コアの開発と高速スイッチング素子の出現によ
り、スイッチング電源における２次直流電力電圧の安定
化回路としてマグアンプを利用した位相制御方式が急速
に普及されるようになった。With the development of amorphous saturable cores with excellent magnetic properties in the high-frequency range and the emergence of high-speed switching elements, the phase control method using a mag amplifier as a stabilization circuit for secondary DC power voltage in switching power supplies has rapidly spread. It became so.
現在、マルチ出力電源において最も多く使用されてい
る回路は第１図に示すマスタースレーブ方式であり、メ
イン直流出力回路の電圧を検出し、フォト・カプラ20を
介して上記検出電圧と基準電圧との差を１次側にフィー
ドバックして半導体スイッチング素子２のPWM制御を行
い、さらに、マルチ直流出力回路はマグアンプによって
クロス・レギュレーション誤差の補償を行うものであっ
て、出力ノイズとダイオードのスパイク電圧が低減され
る利点をもったものである。At present, the most frequently used circuit in the multi-output power supply is the master-slave method shown in FIG. 1, which detects the voltage of the main DC output circuit and outputs the voltage between the detected voltage and the reference voltage via the photocoupler 20. The difference is fed back to the primary side to perform PWM control of the semiconductor switching element 2. In addition, the multi DC output circuit compensates for the cross regulation error by the mag amplifier, reducing the output noise and the diode spike voltage. It has the advantage to be.
従来技術におけるマグアンプ回路は、第１図に示す可
飽和リアクタ３は１個のみであり、マルチ直流出力回路
の出力端に並列接続された帰還増幅器11、および上記可
飽和リアクタ３と帰還増幅器11を接続するダイオード５
と抵抗９の直列回路によって構成している。The mag-amplifier circuit according to the prior art has only one saturable reactor 3 shown in FIG. 1, and includes a feedback amplifier 11 connected in parallel to the output terminal of a multi-DC output circuit, and the saturable reactor 3 and feedback amplifier 11 described above. Connected diode 5
And a resistor 9 in series.
マグアンプによって電圧制御幅を広げようとする場合
に問題となるのは、上記半導体スイッチング素子２がOF
Fの期間中にダイオード４を通じ可飽和リアクタ３に流
れる逆電流である。A problem when trying to increase the voltage control width by the mag amplifier is that the semiconductor switching element 2 is
The reverse current flowing through the diode 4 to the saturable reactor 3 during the period F.
即ち、トランス１の２次側コイル→リアクタ８→ダイ
オード６→ダイオード４→可飽和リアクタ３→トランス
１の２次側コイルを流れる逆電流がダイオード４の逆電
流又はリカバリー電流として逆回復時間trrだけ流れ
る。That is, the reverse current flowing through the secondary coil of the transformer 1 → the reactor 8 → the diode 6 → the diode 4 → the saturable reactor 3 → the reverse coil flowing through the secondary coil of the transformer 1 is used as the reverse current or the recovery current of the diode 4 and the reverse recovery time trr Only flows.
このリセット電流が大きい程、可飽和リアクタ３のデ
ッド・アングル（制御不能角）は大きくなり、可飽和リ
アクタ３の最大導通幅を狭くし、電圧制御範囲を縮め
る。As the reset current increases, the dead angle (uncontrollable angle) of the saturable reactor 3 increases, and the maximum conduction width of the saturable reactor 3 decreases, thereby narrowing the voltage control range.
この発明は上述した従来技術にもとづくマグアンプ回
路の欠点を除去するためになされたものであって、ダイ
オード逆電流に起因する悪影響を緩和させるように複数
個の可飽和リアクタを用い、各可飽和リアクタに流れる
リセット電流を減少させることにより、最大導通幅が大
きく、かつ、コアの温度上昇を低く抑制したマグアンプ
回路を提供することを目的とするものである。The present invention has been made to eliminate the drawbacks of the mag amplifier circuit based on the prior art described above, and uses a plurality of saturable reactors to alleviate the adverse effect caused by the diode reverse current. It is an object of the present invention to provide a mag amplifier circuit in which the maximum conduction width is large and the temperature rise of the core is suppressed to be low by reducing the reset current flowing through the core.
上気の目的を達成するために、この発明によるマグア
ンプ回路は、第１図に示すように、リアクタを直列接続
したダイオードと他の１つのダイオードよりなる整流回
路及びリアクタとコンデンサよりなる平滑回路をそれぞ
れ備えたメイン直流出力回路とマルチ直流出力回路によ
って２次側直流出力回路を構成し、上気メイン直流出力
回路に設けた分圧回路電圧と基準電圧とをコンパレータ
において比較し、このコンパレータの検出出力をフォト
・カプラを介してPWM制御回路へ入力し、このPWM制御回
路の出力によって１次側に設けた半導体スイッチング素
子をON・OFF制御するマスタースレーブ方式のマルチ出
力形スイッチング電源において、複数個の可飽和リアク
タよりなる並列回路を上記マルチ直流出力回路の整流回
路の入力側に直列に挿入し、上記並列回路の出力側とマ
ルチ直流出力回路の出力端に並列接続された帰還増幅器
の出力側をダイオードと抵抗よりなる直列回路によって
接続したものである。In order to achieve the above object, a mag amplifier circuit according to the present invention includes, as shown in FIG. 1, a rectifier circuit including a diode in which a reactor is connected in series and another diode, and a smoothing circuit including a reactor and a capacitor. A secondary DC output circuit is constituted by the main DC output circuit and the multi DC output circuit provided respectively, and the voltage of the voltage dividing circuit provided in the upper air main DC output circuit is compared with a reference voltage by a comparator. An output is input to a PWM control circuit via a photocoupler, and a master-slave type multi-output type switching power supply that controls ON / OFF of a semiconductor switching element provided on the primary side by the output of the PWM control circuit is used in a plurality. A parallel circuit consisting of saturable reactors is inserted in series with the input side of the rectifier circuit of the multi DC output circuit. , Which are connected by the output side and the multi DC output circuit series circuit on the output side composed of a diode resistor connected in parallel feedback amplifier to the output terminal of the parallel circuit.
以上説明したように、この発明によるマグアンプ回路
における可飽和リアクタは、並列接続した複数個の可飽
和リアクタによって構成されている。As described above, the saturable reactor in the mag amplifier circuit according to the present invention includes a plurality of saturable reactors connected in parallel.
従って、半導体スイッチング素子２がOFFの期間にダ
イオード４を逆方向に流れる逆電流は、この並列接続さ
れた各可飽和リアクタに分流して流れる。Therefore, the reverse current flowing in the diode 4 in the reverse direction while the semiconductor switching element 2 is OFF flows by shunting to each saturable reactor connected in parallel.
即ち、可飽和リアクタを流れる逆電流は並列数に逆比
例して減少するので、各可飽和リアクタのデット・アン
グルは小さくなる。That is, since the reverse current flowing through the saturable reactor decreases in inverse proportion to the parallel number, the dead angle of each saturable reactor decreases.
また、出力電流も各可飽和リアクタに分流されるので
コアロスが減少し、コアの温度上昇も抑制される。In addition, since the output current is also diverted to each saturable reactor, core loss is reduced, and a rise in core temperature is also suppressed.
以下、この発明に係る一実施例を第１図によって説明
する。Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
第１図は、この発明のマグアンプ回路を含んだマスタ
ースレーブ方式のマルチ出力形スイッチング電源の構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a master-slave type multi-output type switching power supply including a mag amplifier circuit of the present invention.
第１図において、スイッチング電源の１次側はトラン
ス１と半導体スイッチング素子２のみを示し、整流回路
その他の付帯回路は省略してある。In FIG. 1, only the transformer 1 and the semiconductor switching element 2 are shown on the primary side of the switching power supply, and the rectifier circuit and other auxiliary circuits are omitted.
トランス１の２次側は、この発明によるマグアンプ回
路を備えたマルチ直流出力回路と、トランス１の１次側
へのフィードバック回路を備えたメイン直流出力回路に
よって構成している。The secondary side of the transformer 1 is constituted by a multi DC output circuit including the mag amplifier circuit according to the present invention and a main DC output circuit including a feedback circuit to the primary side of the transformer 1.
マルチ直流出力回路は、リアクタ８をアノード端子に
接続したダイオード６と他の１つのダイオード４をそれ
ぞれのカソード端子側で接続して構成した整流回路、お
よびリアクタ７とコンデンサ８よりなる平滑回路、さら
に、トランス１の２次側コイルと上記整流回路を構成す
るダイオード４のアノード端子の間に挿入された複数個
の可飽和リアクタ３を並列接続した回路３、マルチ直流
出力回路の出力端に並列接続された帰還増幅器11、上記
可飽和リアクタ３と帰還増幅器11を接続するダイオード
５と抵抗９よりなる直列回路によって構成したマグアン
プ回路を備えている。The multi DC output circuit includes a rectifier circuit configured by connecting the diode 6 having the reactor 8 connected to the anode terminal and another diode 4 on the respective cathode terminal sides, a smoothing circuit including the reactor 7 and the capacitor 8, and A circuit 3 in which a plurality of saturable reactors 3 inserted between the secondary coil of the transformer 1 and the anode terminal of the diode 4 constituting the rectifier circuit are connected in parallel; And a mag-amp circuit composed of a series circuit including a diode 5 and a resistor 9 for connecting the saturable reactor 3 and the feedback amplifier 11.
また、メイン直流出力回路は、マルチ直流出力回路に
おけると同様に、リアクタ15を直列接続したダイオード
13と他の１つのダイオード12よりなる整流回路、および
リアクタ14とコンデンサ16よりなる平滑回路、さらに、
抵抗17と18よりなる分圧回路、この分圧回路電圧と基準
電圧Esとを比較するコンパレータ19、上記コンパレータ
19の検出出力をフォト・カプラ20を介してPWM制御回路1
2へ入力し、PWM制御回路21によってトランス１の１次側
に設けられている半導体スイッチング素子２をON・OFF
制御するフィード・バック回路を備えている。The main DC output circuit is a diode in which the reactor 15 is connected in series, as in the multi DC output circuit.
A rectifier circuit consisting of 13 and another diode 12, a smoothing circuit consisting of a reactor 14 and a capacitor 16,
Comparator 19 for comparing a voltage divider resistor 17 and consisting of 18, and a dividing circuit voltage and the reference voltage E s, the comparator
19 detection output via photo coupler 20 PWM control circuit 1
2 and the semiconductor switching element 2 provided on the primary side of the transformer 1 is turned ON / OFF by the PWM control circuit 21.
It has a feedback circuit to control.
メイン直流出力回路電圧は分圧回路によって検出さ
れ、上述したフィードバック回路によって半導体スイッ
チング素子２のデューティ比を制御し、電圧制御を行
う。The main DC output circuit voltage is detected by the voltage dividing circuit, and the duty ratio of the semiconductor switching element 2 is controlled by the above-described feedback circuit to perform voltage control.
マルチ直流出力回路電圧も上述したデューティ比によ
って制御されるが、メイン直流出力回路負荷とマルチ直
流出力回路負荷は必ずしも比例関係にはないので、マル
チ直流出力回路電圧は別個に調整する必要があり、この
ためにマグアンプ回路が使用されている。The multi DC output circuit voltage is also controlled by the duty ratio described above, but since the main DC output circuit load and the multi DC output circuit load are not necessarily in a proportional relationship, the multi DC output circuit voltage needs to be adjusted separately, For this purpose, a mag amplifier circuit is used.
マグアンプ回路を構成する帰還増幅器11は、分圧回
路、基準電圧用定電圧ダイオード、増幅用トランジスタ
等よりなる従来技術にもとづくものであり、分圧回路電
圧を基準電圧と比較し、増幅したうえで抵抗９とトラン
ジスタ５を介して整流回路の入力側へフィードバックす
る。The feedback amplifier 11 constituting the mag amplifier circuit is based on the prior art including a voltage dividing circuit, a reference voltage constant voltage diode, an amplifying transistor, and the like. The signal is fed back to the input side of the rectifier circuit via the resistor 9 and the transistor 5.
上述したマグアンプ回路において、トランス１の２次
側コイルからリアクタ８とダイオード６を通り、ダイオ
ード４を逆方向に流れて可飽和リアクタ３を経由してト
ランス１の２次側コイルへ還流する逆電流が、半導体ス
イッチング素子２のOFF期間中におけるダイオード４の
逆電流又はリカバリー電流として逆回復時間trrだけ流
れる。In the above-mentioned mag amplifier circuit, a reverse current flowing from the secondary coil of the transformer 1 through the reactor 8 and the diode 6 to the diode 4 via the saturable reactor 3 and returning to the secondary coil of the transformer 1 via the saturable reactor 3. Flows as the reverse current or the recovery current of the diode 4 during the OFF period of the semiconductor switching element 2 for the reverse recovery time trr .
この逆電流はリセット電流として可飽和リアクタ３を
逆励磁し、この逆電流が大きいほど可飽和リアクタ３の
デット・アングル（制御不能角）は大きくなる。This reverse current reversely excites the saturable reactor 3 as a reset current. As the reverse current increases, the dead angle (uncontrollable angle) of the saturable reactor 3 increases.
この結果、可飽和リアクタ３の導通幅はせばめられる
ので、電圧制御範囲も制限を受けることになる。As a result, since the conduction width of the saturable reactor 3 is narrowed, the voltage control range is also limited.
従って、可飽和リアクタを並列接続して逆電流を分流
させ、可飽和リアクタ１個あたりの逆電流を減少させる
と、上述した悪影響を軽減させることが可能となる。Therefore, if the saturable reactor is connected in parallel to shunt the reverse current and reduce the reverse current per saturable reactor, the above-mentioned adverse effects can be reduced.
また、可飽和リアクタにおいては出力電流が増大する
と保磁力Hcも増加する。Further, in the saturable reactor, as the output current increases, the coercive force Hc also increases.
半導体スイッチング素子２がOFFの時における可飽和
リアクタのヒステリシス曲線の軌跡は、保磁力Hcの増大
に伴うリエントラント特性によって変歪され、その軌跡
で囲まれた面積が増加するのでコアロスも増加すること
になる。Locus of the hysteresis curve of the saturable reactor semiconductor switching element 2 is in the OFF are warp by reentrant properties with increasing coercivity H c, the core loss also increases the area enclosed by the trajectory increases become.
従って、可飽和リアクタを並列接続することによって
可飽和リアクタを流れる出力電流を分流させると、上述
した出力電流増加による保磁力Hcの増大によって生ずる
コアロスの増加およびコイル抵抗にもとづく銅損も減少
し、かつ可飽和リアクタの温度上昇も抑制できる。Therefore, when shunting the output current flowing through the saturable reactor by parallel connection of a saturable reactor, the copper loss is also reduced based on the increase and the coil resistance of the core loss caused by increased coercive force H c by the output current increase described above In addition, the temperature rise of the saturable reactor can be suppressed.
以上説明したように、この発明に係るマグアンプ回
路、即ち、複数個の可飽和リアクタを並列接続したマグ
アンプ回路においては、ダイオード逆電流と出力電流が
共に分流されて流れるので可飽和リアクタ１個あたりの
電流値は共に減少する。As described above, in the mag amplifier circuit according to the present invention, that is, in the mag amplifier circuit in which a plurality of saturable reactors are connected in parallel, the diode reverse current and the output current are both shunted and flow. Both current values decrease.
この結果、ダイオード逆電流に起因するデット・アン
グル増加に伴うマグアンプの最大導通幅の減少も抑制さ
れ、また出力電流と相関関係にある保磁力が減少するの
で、コアロスと銅損も減少し、コアの温度上昇も抑制さ
れる。As a result, the decrease in the maximum conduction width of the mag amplifier due to the increase in the dead angle due to the diode reverse current is suppressed, and the coercive force that is correlated with the output current is reduced, so that the core loss and copper loss are also reduced, and Is also suppressed.
即ち、マグアンプ回路の電圧制御範囲を広くすること
ができるばかりでなく、可飽和リアクタの総合損失を軽
減させ、かつ、コアの温度上昇も抑制できる効果があ
る。That is, not only can the voltage control range of the mag amplifier circuit be widened, but also the total loss of the saturable reactor can be reduced and the temperature rise of the core can be suppressed.
第１図は、この発明に係るマグアンプ回路を含んだマス
タースレーブ方式のマルチ出力形スイッチング電源の構
成を示すブロック図である。 １……トランス、 ２……半導体スイッチング素子、 ３……可飽和リアクタ、 4,5,6,12,13……ダイオード、 10,16……コンデンサ、 7,8,15……リアクタ、 9,17,18……抵抗、 11……帰還増幅器、 19……コンパレータ、 20……フォト・カプラ、 21……PWM制御回路。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a master-slave type multi-output switching power supply including a mag amplifier circuit according to the present invention. 1 Transformer 2 Semiconductor switching element 3 Saturable reactor 4,5,6,12,13 Diode 10,16 Capacitor 7,8,15 Reactor 9, 17, 18: Resistor, 11: Feedback amplifier, 19: Comparator, 20: Photo coupler, 21: PWM control circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 3/00 - 3/44──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02M 3/00-3/44
Claims (1)
ード、このダイオードのカソード端子にカソード端子を
接続した他の１つのダイオードよりなる整流回路、およ
びリアクタとコンデンサよりなる平滑回路をそれぞれ備
えたメイン直流出力回路とマルチ直流出力回路によって
２次側直流出力回路を構成し、上記メイン直流出力回路
に設けた２つの抵抗よりなる分圧回路の電圧を検出し、
上記電圧と基準電圧とを比較するコンパレータの出力信
号をフォト・カプラを介してPWM制御回路へ入力させ、
このPWM制御回路出力によって１次側に設けた半導体ス
イッチング素子をON・OFF制御するマスタースレーブ方
式のマルチ出力形スイッチング電源において、 複数個の可飽和リアクタを並列接続した回路を上記マル
チ直流出力回路におけるトランスの２次側コイルの一端
と整流回路を構成する他の１つのダイオードのアノード
端子の間に挿入し、さらに、上記マルチ直流出力回路の
出力端に並列接続した帰還増幅器の出力側と上記複数個
の可飽和リアクタを並列接続した回路の出力側をダイオ
ードと抵抗よりなる直列回路によって接続したことを特
徴とするマグアンプ回路。A main DC output comprising a diode having a reactor connected to an anode terminal, a rectifier circuit comprising another diode having a cathode terminal connected to a cathode terminal of the diode, and a smoothing circuit comprising a reactor and a capacitor. A secondary DC output circuit is configured by the circuit and the multi DC output circuit, and a voltage of a voltage dividing circuit including two resistors provided in the main DC output circuit is detected.
An output signal of a comparator for comparing the above voltage and a reference voltage is input to a PWM control circuit via a photocoupler,
In the master-slave type multi-output type switching power supply which controls ON / OFF of the semiconductor switching element provided on the primary side by the output of the PWM control circuit, a circuit in which a plurality of saturable reactors are connected in parallel is used in the multi-DC output circuit. The output side of the feedback amplifier, which is inserted between one end of the secondary coil of the transformer and the anode terminal of another diode constituting the rectifier circuit and is connected in parallel to the output end of the multi DC output circuit, A mag amplifier circuit, wherein the output side of a circuit in which a plurality of saturable reactors are connected in parallel is connected by a series circuit including a diode and a resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2051515A JP2853882B2 (en) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Mag amp circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2051515A JP2853882B2 (en) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Mag amp circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03256560A JPH03256560A (en) | 1991-11-15 |
| JP2853882B2 true JP2853882B2 (en) | 1999-02-03 |
Family
ID=12889146
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2051515A Expired - Lifetime JP2853882B2 (en) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Mag amp circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4638309B2 (en) * | 2005-09-15 | 2011-02-23 | ヒューグルエレクトロニクス株式会社 | AC stabilized power supply |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP2051515A patent/JP2853882B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03256560A (en) | 1991-11-15 |
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