JP3008800B2 - DC-DC converter - Google Patents

DC-DC converter

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JP3008800B2
JP3008800B2 JP7013914A JP1391495A JP3008800B2 JP 3008800 B2 JP3008800 B2 JP 3008800B2 JP 7013914 A JP7013914 A JP 7013914A JP 1391495 A JP1391495 A JP 1391495A JP 3008800 B2 JP3008800 B2 JP 3008800B2
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circuit
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transformer
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誠 宮崎
伸一 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダ
ーやファクシミリなどのように動作待機モードを有し、
24時間常時通電状態にあり、そのほとんどの時間が動
作待機モードとして使用されている一般家庭電化製品の
電源装置に利用して有効な直流−直流変換器に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has an operation standby mode such as a video tape recorder or a facsimile,
The present invention relates to a DC-DC converter effective for use in a power supply device of a general home electric appliance which is always energized for 24 hours and most of which is used in an operation standby mode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マイクロコンピュータに制御され
る家庭電化製品は数多くあり、本来の動作以外にある条
件のもとでその動作をさせるような使用法が一般的にな
ってきている。そのために動作待機モードとして、常に
通電状態にしておく必要がありその間一定電力が消費さ
れる。しかも、現実にはこの動作待機モードが機器の使
用時間の殆どをしめている。この電力は省エネルギーの
観点から、できる限り低く抑えなければならない。
2. Description of the Related Art In recent years, there have been many home appliances controlled by a microcomputer, and usage methods for operating the home appliance under certain conditions other than the original operation have become common. For this reason, it is necessary to always keep the power-on state in the operation standby mode, during which time constant power is consumed. Moreover, in reality, the operation standby mode makes up most of the use time of the device. This power must be kept as low as possible from the viewpoint of energy saving.

【0003】以下に従来の直流ー直流変換器について説
明する。図2は従来の直流ー直流変換器の回路構成を示
すものである。図2において、1はスイッチ素子、2は
制限抵抗でスイッチ素子1をオンするための駆動電流を
制限する。3は出力制御回路、4は2次側整流平滑回
路、5はトランスで1次側と2次側を絶縁しており電磁
結合によって1次側入力電圧を2次側必要電圧に変換し
ている。6は出力電圧検出回路、7及び8はフォトカプ
ラの発光部及び受光部であり、1次側に制御電流を供給
している。9はフォトカプラ7、8に電流を供給する整
流平滑回路、10は出力負荷、11は出力短絡保護回路
である。
[0003] A conventional DC-DC converter will be described below. FIG. 2 shows a circuit configuration of a conventional DC-DC converter. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a switch element, and reference numeral 2 denotes a limiting resistor that limits a drive current for turning on the switch element 1. Reference numeral 3 denotes an output control circuit, 4 denotes a secondary-side rectifying / smoothing circuit, and 5 denotes a transformer, which insulates the primary and secondary sides and converts the primary-side input voltage into a required secondary-side voltage by electromagnetic coupling. . Reference numeral 6 denotes an output voltage detection circuit, and reference numerals 7 and 8 denote a light emitting portion and a light receiving portion of the photocoupler, which supply a control current to the primary side. 9 is a rectifying and smoothing circuit for supplying current to the photocouplers 7 and 8, 10 is an output load, and 11 is an output short-circuit protection circuit.

【0004】以上のように構成された直流ー直流変換器
について、以下その動作について説明する。
The operation of the DC-DC converter configured as described above will be described below.

【0005】まず、1次側より供給された直流入力電圧
Vinは、スイッチ素子1、制御抵抗2、及びトランス
によって一旦高周波交流に変換され、トランス5により
電圧変換後、2次側整流平滑回路4によって直流出力に
変換され、直流出力電圧Voutが得られる。フォトカ
プラ7は、出力電圧検出回路6より得られた出力電圧の
変化を検出して電流変換し、フォトカプラ7の発行部か
らフォトカプラ8の受光部に伝達し、出力制限回路3の
コンデンサの充電電流を調整することにより、出力電圧
を調整している。
First, a DC input voltage Vin supplied from the primary side is once converted into a high-frequency AC by a switch element 1, a control resistor 2, and a transformer. To a DC output, and a DC output voltage Vout is obtained. The photocoupler 7 detects a change in the output voltage obtained from the output voltage detection circuit 6, converts the output voltage, and transmits the current to the light-receiving section of the photocoupler 8 from the issuing section of the photocoupler 7. The output voltage is adjusted by adjusting the charging current.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記に示
す従来の構成では、出力電圧設定値を出力負荷条件に応
じて変化させることが出来ないことは基より、機器の動
作待機時の負荷がゼロになったとしても通常動作時と同
じ条件で電圧を供給しなければならず無効電力が非常に
大きいという問題点を有していた。
However, in the above-described conventional configuration, the output voltage set value cannot be changed in accordance with the output load condition. Even if this happens, the voltage must be supplied under the same conditions as in the normal operation, and there is a problem that the reactive power is very large.

【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、動作待機時の電源の電圧出力機能を制御信号によっ
て停止させ、動作待機時の省エネルギー化を可能にし
た、直流ー直流変換器を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems. A DC-DC converter is disclosed in which a voltage output function of a power supply in an operation standby state is stopped by a control signal to enable energy saving in an operation standby state. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の直流ー直流変換器は、1次巻線とその1次巻
線電磁結合された1次補助巻線及び出力電圧を得るため
の2次巻線とを有するトランスと、トランスの1次補助
巻線に接続れた第1の整流平滑回路と、トランスの2次
巻線に接続された第2の整流平滑回路と、トランスの1
次巻線に流れる電流を導通及び遮断しかつ制御端子電圧
がスレッシュホルド電圧に達したときに導通状態になる
ように切り替わる第1のスイッチと、第1のスイッチを
導通状態にするための駆動電流を制御する制限素子と、
第2の整流平滑回路より得られる出力電圧を所望電圧に
設定し出力電圧が所望電圧値であることを検出しその検
出電流を出力する出力電圧検出回路と、出力電圧が短絡
された時に出力電圧検出回路の検出電流がゼロになるこ
とを利用してスイッチ素子の駆動電流をゼロにしまた一
旦駆動電流をゼロにした場合は通電している限りゼロ状
態を維持し続ける出力短絡保護回路とを備え、通常動作
または動作待機を示す制御信号を出力する制御部と、制
御部より出力される制御信号により出力短絡保護回路を
制御する第2のスイッチとを備えたものである。
In order to achieve this object, a DC-DC converter of the present invention obtains a primary winding, a primary auxiliary winding electromagnetically coupled to the primary winding, and an output voltage. Rectifying / smoothing circuit connected to the primary auxiliary winding of the transformer, a second rectifying / smoothing circuit connected to the secondary winding of the transformer, Of 1
A first switch that switches on and off the current flowing through the next winding and switches to a conductive state when the control terminal voltage reaches a threshold voltage; and a drive current for switching the first switch to a conductive state. A limiting element for controlling
An output voltage detection circuit that sets an output voltage obtained from the second rectifying and smoothing circuit to a desired voltage, detects that the output voltage is a desired voltage value, and outputs a detected current, and an output voltage when the output voltage is short-circuited. An output short-circuit protection circuit that makes the drive current of the switch element zero by utilizing the fact that the detection current of the detection circuit becomes zero, and keeps the zero state as long as it is energized once the drive current is made zero. A control unit that outputs a control signal indicating normal operation or operation standby, and a second switch that controls the output short-circuit protection circuit according to a control signal output from the control unit.

【0009】[0009]

【作用】この構成によって、制御信号を利用して動作待
機時の電源機能動作を停止させ、大幅な電気機器の動作
待機時の省電力化を実現することが出来る。
According to this configuration, the power supply function operation in the operation standby state is stopped by using the control signal, and it is possible to realize significant power saving in the electric equipment operation standby state.

【0010】[0010]

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1において、1は第1のスイッチ、2は
スイッチ1を導通状態にするための駆動電流を制御する
制限素子、3は出力制御回路、4はトランス5の2次巻
線に接続された第2の整流平滑回路、5は1次巻線とそ
の1次巻線電磁結合された1次補助巻線及び出力電圧を
得るための2次巻線とを有するトランス、6は整流平滑
回路4より得られる出力電圧を所望電圧に設定し出力電
圧が所望電圧値であることを検出しその検出電流を出力
する出力電圧検出回路、7及び8はフォトカプラの発光
部及び受光部であり、1次側に制御電流を供給してい
る。9はトランス5の1次補助巻線に接続れた整流平滑
回路、10は出力負荷、11は出力電圧が短絡された時
に出力電圧検出回路6の検出電流がゼロになることを利
用してスイッチ1の駆動電流をゼロにしまた一旦駆動電
流をゼロにした場合は通電している限りゼロ状態を維持
し続ける出力短絡保護回路、12は制御部14より出力
されフォトカプラ13を介して入力される制御信号によ
り制御されるスイッチ回路である。
In FIG. 1, 1 is a first switch, 2 is a limiting element for controlling a drive current for making the switch 1 conductive, 3 is an output control circuit, and 4 is connected to a secondary winding of a transformer 5. 5 is a transformer having a primary winding, a primary auxiliary winding electromagnetically coupled to the primary winding and a secondary winding for obtaining an output voltage, and 6 is a rectifying / smoothing circuit. An output voltage detecting circuit for setting an output voltage obtained from the circuit 4 to a desired voltage, detecting that the output voltage is a desired voltage value, and outputting a detected current, and 7 and 8 are a light emitting portion and a light receiving portion of a photocoupler. , A control current is supplied to the primary side. Reference numeral 9 denotes a rectifying / smoothing circuit connected to the primary auxiliary winding of the transformer 5, reference numeral 10 denotes an output load, and reference numeral 11 denotes a switch utilizing the fact that the detection current of the output voltage detection circuit 6 becomes zero when the output voltage is short-circuited. The output short circuit protection circuit 12 keeps the zero state as long as the drive current is set to zero and once the drive current is set to zero, and 12 is output from the control unit 14 and input via the photocoupler 13. This is a switch circuit controlled by a control signal.

【0012】以上のように構成された直流ー直流変換器
について、図1を用いてその動作を設明する。
The operation of the DC-DC converter configured as described above will be described with reference to FIG.

【0013】まず、1次側より供給された直流入力電圧
Vinは、スイッチ素子1、制御抵抗2、及びトランス
によって一旦高周波交流に変換され、トランス5により
電圧変換後、2次側整流平滑回路4によって直流出力に
変換され、直流出力電圧Voutが得られる。フォトカ
プラ7は、出力電圧検出回路6より得られた出力電圧の
変化を検出して電流変換し、フォトカプラ7の発光部か
らフォトカプラ8の受光部に伝達し、出力制限回路3の
コンデンサの充電電流を調整することにより、出力電圧
を調整している。
First, the DC input voltage Vin supplied from the primary side is once converted into a high-frequency AC by the switch element 1, the control resistor 2, and the transformer, and the voltage is converted by the transformer 5; To a DC output, and a DC output voltage Vout is obtained. The photocoupler 7 detects a change in the output voltage obtained from the output voltage detection circuit 6, converts the output voltage into a current, transmits the current from the light emitting unit of the photocoupler 7 to the light receiving unit of the photocoupler 8, and The output voltage is adjusted by adjusting the charging current.

【0014】通常動作時は、フォトカプラの発光部7か
ら受光部8へ伝達された制御電流により出力短絡保護回
路11のトランジスタTr2はオンしており、コンデン
サC1はTr2によって短絡されている。また、制御部
14からの制御信号アクティブ・ハイにより、フォトカ
プラ13の発光部のフォトダイオードD1に電流が流
れ、受光部のフォトトランジスタTr4をオンにし、ス
イッチ回路12のTr3をオフにする。
During normal operation, the transistor Tr2 of the output short-circuit protection circuit 11 is turned on by the control current transmitted from the light emitting section 7 to the light receiving section 8 of the photocoupler, and the capacitor C1 is short-circuited by Tr2. In addition, due to the control signal active high from the control unit 14, a current flows through the photodiode D1 of the light emitting unit of the photocoupler 13, turning on the phototransistor Tr4 of the light receiving unit and turning off Tr3 of the switch circuit 12.

【0015】次に動作待機時は、制御部14からの制御
信号アクティブ・ローによりフォトカプラ13の受光部
のフォトトランジスタTr4はオフし、抵抗R3からの
供給電流によりスイッチ回路12のTr3がオンにな
る。フォトカプラ7から8に伝達された制御電流は、ス
イッチ回路12のTr3のオンにより出力短絡保護回路
11のTr2をオフにする。抵抗R1からの供給電流に
よりコンデンサC1へ充電電流が流れ続け、コンデンサ
C1の両端電圧がTr1のスレッシュホルド電圧に達す
るとTr1がオンし、スイッチ素子1の制御端子を短絡
し、発振回路の動作を停止させることによって出力電圧
をゼロにする。
Next, in the operation standby state, the phototransistor Tr4 of the light receiving section of the photocoupler 13 is turned off by a control signal active low from the control section 14, and the transistor Tr3 of the switch circuit 12 is turned on by the supply current from the resistor R3. Become. The control current transmitted to the photocouplers 7 to 8 turns off Tr2 of the output short-circuit protection circuit 11 by turning on Tr3 of the switch circuit 12. The charging current continues to flow to the capacitor C1 by the supply current from the resistor R1, and when the voltage across the capacitor C1 reaches the threshold voltage of Tr1, Tr1 turns on, short-circuits the control terminal of the switch element 1, and operates the oscillation circuit. The output voltage is set to zero by stopping.

【0016】以上のように本実施例によれば、動作待機
時に制御部14から出力される制御信号によりスイッチ
回路12がスイッチ素子1の制御端子を短絡し、発振回
路の動作を停止させることができるので、動作待機時の
消費電力を低減できる。
As described above, according to the present embodiment, the switch circuit 12 short-circuits the control terminal of the switch element 1 by the control signal output from the control unit 14 during the operation standby state, and stops the operation of the oscillation circuit. Therefore, power consumption during standby for operation can be reduced.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上のように本発明は、制御信号によっ
て制御できるスイッチ回路を設け、出力短絡保護回路を
動作させ電源機能動作を停止し、出力電圧をゼロにする
ことにより、電気機器の消費電力量低減化を実現するこ
とができる優れた直流ー直流変換を実現できるものであ
る。
As described above, according to the present invention, a switch circuit which can be controlled by a control signal is provided, an output short-circuit protection circuit is operated, a power supply function operation is stopped, and an output voltage is reduced to zero, thereby consuming electric equipment. An excellent DC-DC conversion capable of realizing a reduction in electric energy can be realized.

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

【図1】本発明の直流ー直流変換器の一実施例を示す回
路図
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a DC-DC converter according to the present invention.

【図2】従来の直流ー直流変換器の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional DC-DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチ素子 2 制御抵抗 4 整流平滑回路 5 トランス 6 出力電圧検出回路 9 整流平滑回路 11 出力短絡保護回路 12 スイッチ回路 14 制御部 REFERENCE SIGNS LIST 1 switch element 2 control resistor 4 rectifying and smoothing circuit 5 transformer 6 output voltage detecting circuit 9 rectifying and smoothing circuit 11 output short-circuit protection circuit 12 switch circuit 14 control unit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1次巻線とその1次巻線電磁結合された
1次補助巻線及び出力電圧を得るための2次巻線とを有
するトランスと、前記トランスの1次補助巻線に接続れ
た第1の整流平滑回路と、前記トランスの2次巻線に接
続された第2の整流平滑回路と、前記トランスの1次巻
線に流れる電流を導通及び遮断しかつ制御端子電圧がス
レッシュホルド電圧に達したときに導通状態になるよう
に切り替わる第1のスイッチと、前記第1のスイッチを
導通状態にするための駆動電流を制御する制限素子と、
前記第2の整流平滑回路より得られる出力電圧を所望電
圧に設定し出力電圧が前記所望電圧値であることを検出
しその検出電流を出力する出力電圧検出回路と、前記出
力電圧が短絡された時に前記出力電圧検出回路の検出電
流がゼロになることを利用して前記スイッチ素子の駆動
電流をゼロにしまた一旦駆動電流をゼロにした場合は通
電している限りゼロ状態を維持し続ける出力短絡保護回
路とを備え、通常動作または動作待機を示す制御信号を
出力する制御部と、前記制御部より出力される制御信号
により前記出力短絡保護回路を制御する第2のスイッチ
とを備えたことを特徴とする直流ー直流変換器。
1. A transformer having a primary winding, a primary auxiliary winding electromagnetically coupled to the primary winding, and a secondary winding for obtaining an output voltage, and a primary auxiliary winding of the transformer. A first rectifying / smoothing circuit connected thereto, a second rectifying / smoothing circuit connected to a secondary winding of the transformer, and a current flowing to and from a primary winding of the transformer, and a control terminal voltage is reduced. A first switch that switches to a conductive state when a threshold voltage is reached, and a limiting element that controls a drive current for bringing the first switch into a conductive state;
An output voltage detection circuit that sets an output voltage obtained from the second rectifying / smoothing circuit to a desired voltage, detects that the output voltage is the desired voltage value, and outputs a detection current, and the output voltage is short-circuited. Sometimes the drive current of the switch element is made zero by utilizing the fact that the detection current of the output voltage detection circuit becomes zero, and once the drive current is made zero, the output short circuit keeps maintaining the zero state as long as it is energized. A control unit that outputs a control signal indicating a normal operation or an operation standby, and a second switch that controls the output short-circuit protection circuit by a control signal output from the control unit. Characteristic DC-DC converter.
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