JP3019472B2 - Power supply - Google Patents

Power supply

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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】本発明は商用電源より安定化した
直流出力を得る電源装置に係り、共振回路を用いた電源
装置の構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply for obtaining a stabilized DC output from a commercial power supply, and more particularly to a power supply using a resonance circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術による実施例を図3に示す。1
は商用電源を整流した非安定の入力電源、2は1次と2
次コイルを施巻したトランスである。3は制御回路で出
力4を基準値と比較して誤差信号を1次側に帰還するも
のである。図中で、Lは電磁エネルギーを蓄積するコイ
ル、C1はトランス2の励磁コイル又はリーク・インダ
クタンスと共振回路を構成するコンデンサーである。D
1とC2はトランス2の2次巻線の出力を平滑するダイオ
ドとコンデンサーである。TR1はスイッチ用トランジ
スタである。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an embodiment according to the prior art. 1
Is an unstable input power obtained by rectifying commercial power, 2 is primary and 2
This is a transformer with a secondary coil. A control circuit 3 compares the output 4 with a reference value and feeds back an error signal to the primary side. In the figure, L is the coil, C 1 to accumulate electromagnetic energy is a capacitor constituting a resonant circuit and the exciting coil or leakage inductance of the transformer 2. D
1 and C 2 are a diode and a capacitor for smoothing the output of the secondary winding of the transformer 2. TR1 is a switching transistor.

【0003】図4は図3の各部の動作波形を示す。
(a)がトランジスタTr1が一定周期で最大導通時間
を示す図である。(b)がトランジスタTr1が出力4
の状態によって導通時間が変調されることを示す図であ
る。(c)がコイルLに流れる電流i1を、(d)がコ
ンデンサーC1(トランス2の1次巻線)に流れる電流
2である。
FIG. 4 shows operation waveforms of various parts in FIG.
(A) is a diagram showing the maximum conduction time of the transistor Tr1 in a constant cycle. (B) shows that the transistor Tr1 has the output 4
FIG. 4 is a diagram showing that the conduction time is modulated by the state of FIG. (C) is the current i 1 flowing through the coil L, and (d) is the current i 2 flowing through the capacitor C 1 (the primary winding of the transformer 2).

【0004】この電流i2はトランジスタTr1の導通
時はサインウエブ的(図では負電流として)に流れる。
この部分が共振電流である。(e)はトランジスタTr
1のコレクタ(又はドレイン)の電圧波形を示し、大き
なスパイクが発生することを示す。
The current i 2 flows sinusoidally (as a negative current in the figure) when the transistor Tr1 is conducting.
This part is the resonance current. (E) shows the transistor Tr
1 shows the voltage waveform of one collector (or drain), and shows that a large spike occurs.

【0005】この様な共振回路を利用するのは、ダイオ
ドD1に印加される電圧が急激にならない様にして遮断
時の蓄積効果による短終を防止する為である。従って、
出力側Vはリンギングの発生も小さく電磁放射も小さく
なる。しかし、負荷の小さい場合電流i2は小さくなる
か、サインフェブの途中で遮断されるので、ダイオドD
1に印加される電圧は急激となりリンギングが発生す
る。
[0005] to use such a resonant circuit is for the voltage applied to Daiodo D 1 prevents short end by a storage effect of the occurrence of interruption in the manner not abruptly. Therefore,
On the output side V, the occurrence of ringing is small and the electromagnetic radiation is also small. However, when the load is small, the current i 2 becomes small or is cut off in the middle of the sine feb.
The voltage applied to 1 becomes sharp, and ringing occurs.

【0006】1次側では、トランジスタTr1の遮断時
に電流i1とi2共に急激に変化による大きなスパイク
と、線路上の浮遊インダクタンスによるリンギングが大
きく電磁放射が大きい。
On the primary side, when the transistor Tr1 is cut off, a large spike due to a sudden change in both the currents i 1 and i 2 , ringing due to stray inductance on the line is large, and electromagnetic radiation is large.

【0007】以上が従来技術による電源装置であった。The above is the power supply device according to the prior art.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では回路は簡単であるがトランスの1次側では負荷に
よらず大きなスパイクと電流の急激な変化によるリンギ
ングの発生と、2次側では負荷によってリンギングが発
生することにより電磁放射を低減出来ない問題点を有す
る。
However, although the circuit is simple in the above-mentioned prior art, a large spike and ringing due to a sudden change in current occur on the primary side of the transformer regardless of the load on the primary side of the transformer, and on the secondary side, There is a problem in that electromagnetic radiation cannot be reduced due to ringing generated by the load.

【0009】そこで、本発明の電源装置は上記の問題点
を解決するもので、その目的は出力トランスを含む共振
回路を駆動するにハーフ・ブリッジで実行して少なくと
も駆動サイクルの半サイクルは急激な電流遮断をなくし
て電磁放射の低減した電源装置の提供にある。
Therefore, the power supply device of the present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to use a half bridge to drive a resonance circuit including an output transformer, and at least a half of the drive cycle is abrupt. An object of the present invention is to provide a power supply device in which electromagnetic radiation is reduced by eliminating current interruption.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、AC入力より
安定化した直流出力を得る電源装置に於て、ハーフ・ブ
リッジの駆動手段と、出力トランスのインダクタンス又
は付加インダクタンスとの共振回路と、前記出力トラン
スの2次コイルより出力Voを得る出力手段と、この出
力手段の出力Voを基準値と比較して誤差信号を1次に
帰還する誤差検出手段と、前記ハーフ・ブリッジ駆動手
段をほぼ一定周期で駆動し一方のスイッチ手段はほぼ一
定時間導通させ他方のスイッチ手段は前記誤差信号によ
って導通時間を変調する駆動回路とよりなり、少なくと
も半サイクルの駆動周期は急激な電流遮断を中止して電
磁放射の低減化を図ったことを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a power supply apparatus for obtaining a stabilized DC output from an AC input, comprising a half bridge driving means, a resonance circuit of an output transformer inductance or an additional inductance, and Output means for obtaining an output Vo from a secondary coil of the output transformer, error detection means for comparing the output Vo of the output means with a reference value and feeding back an error signal to the primary, and the half bridge driving means substantially Driving at a constant cycle, one of the switch means conducts for a substantially constant time, and the other switch means comprises a drive circuit for modulating the conduction time by the error signal. It is characterized in that electromagnetic radiation is reduced.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明の実施例に於る具体的な構成回
路を示す図である。図で、10はAC入力(商用電源)
端子、11はブリッジ整流器、24は安全器で整流器1
1の脈流を平滑にするコンデンサC3に急激な大電流の
突入を防止する。12は補助電源で1次側用のAX1と
2次側用のAX2の出力を有する。トランジスタTr2
とTr3、ダイオドD2とD3でハーフ・ブリッジ駆動手
段を構成する。13は駆動トランスで上記ハーフ・ブリ
ッジ駆動手段のトランジスタTr2とTr3を交互にほ
ぼ所定のサイクルに駆動する。14は出力トランスでコ
ンデンサC4と共振回路を構成する。出力トランス14
はトランジスタTr2が導通するとコンデンサC4を充
電しながら出力を2次巻線より放出する。トランジスタ
Tr3が導通するとコンデンサC4に蓄積したエネルギ
を出力トランス14より2次に放出しながら放電させ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a specific configuration circuit in an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is AC input (commercial power)
Terminal, 11 is a bridge rectifier, 24 is a safety device and rectifier 1
To prevent rush of sudden large current to the capacitor C 3 to smooth the 1 pulsating. Reference numeral 12 denotes an auxiliary power supply having outputs of AX1 for the primary side and AX2 for the secondary side. Transistor Tr2
When Tr3, constitute a half-bridge driving means Daiodo D 2 and D 3. Reference numeral 13 denotes a drive transformer which alternately drives the transistors Tr2 and Tr3 of the half bridge driving means in a substantially predetermined cycle. 14 constitutes a resonant circuit with capacitor C 4 in the output transformer. Output transformer 14
It is discharged from the secondary winding of the output while charging the capacitor C 4 When the transistor Tr2 is turned on. Transistor Tr3 to be the discharging while the output transformer 14 from 2 then releasing the energy stored in the capacitor C 4 conductive.

【0012】15はブリッジ整流器でコンデンサC5
平滑して直流の出力Voを得る。コンデンサC3の非安
定直流電圧のV1Nを共振回路を通して電磁放射を低減
した安定化した直流出力を得るのが本発明の特徴であ
る。23は出力Voの端子を表す。
[0012] 15 to obtain an output Vo of the smoothing direct current by the capacitor C 5 with bridge rectifier. It is a feature of the present invention to obtain a stabilized DC output by reducing electromagnetic radiation from the unstable DC voltage V 1 N of the capacitor C 3 through a resonance circuit. Reference numeral 23 denotes a terminal for the output Vo.

【0013】16は比較器で、出力Voを抵抗R1とR2
で分圧して+相の入力端子に、基準値を発生するゼナー
・ダイオード20を−相の入力端子に接続して誤差信号
を検出してフォトカプラ17の発光ダイオードを点滅さ
せる。フォトカプラ17を使用するのは、1次と2次側
を分離する為である。
Reference numeral 16 denotes a comparator which outputs the output Vo to the resistors R 1 and R 2.
Then, a zener diode 20 for generating a reference value is connected to the + -phase input terminal and the zener diode 20 for generating the reference value is connected to the --phase input terminal to detect an error signal and to blink the light emitting diode of the photocoupler 17. The reason for using the photocoupler 17 is to separate the primary and secondary sides.

【0014】フォトカプラ17の出力は制御回路18に
導かれる。この制御回路は出力Voが基準値より高いと
短い幅の信号を放出して、ANDゲート19に与える。
The output of the photocoupler 17 is guided to a control circuit 18. This control circuit emits a signal having a short width when the output Vo is higher than the reference value, and supplies the signal to the AND gate 19.

【0015】21は発振器で、22はトリガフリップ・
フロップ(T−FF)である。T−FF22のQ出力は
駆動回路20、駆動トランス13を介してトランジスタ
Tr2を半サイクル導通させる。T−FF22のQ出力
は制御回路18とANDゲート19を次の半サイクルの
時間幅に制限する。ANDゲート19の信号は駆動回路
20と駆動トランス13を介してトランジスタTr3を
導通させる。
Reference numeral 21 denotes an oscillator, and reference numeral 22 denotes a trigger flip
The flop (T-FF). The Q output of the T-FF 22 causes the transistor Tr2 to conduct for half a cycle via the drive circuit 20 and the drive transformer 13. The Q output of the T-FF 22 limits the control circuit 18 and the AND gate 19 to the time width of the next half cycle. The signal of the AND gate 19 turns on the transistor Tr3 via the drive circuit 20 and the drive transformer 13.

【0016】尚、補助電源12は図示してないが、AX
1は1次側の発振器、T−FF22、ANDゲート1
9、制御回路18に、AX2は比較器16、ゼーナ・ダ
イオドZDにそれぞれ小電力を供給する。
Although the auxiliary power supply 12 is not shown, AX
1 is a primary side oscillator, T-FF22, AND gate 1
9. To the control circuit 18, the AX2 supplies small power to the comparator 16 and Zena diode ZD, respectively.

【0017】以上が本発明の電源存置の非安定の直流電
圧V1Nを安定化した出力Voを得る制御ループであ
る。
The above is the control loop of the present invention for obtaining an output Vo in which the unstable DC voltage V 1 N having the power supply is stabilized.

【0018】次に図2で動作を説明する。図2(a)が
T−FF22のQ出力でトランジスタTr2が導通する
半サイクルを示し、コンデンサC4は充電方向になる。
図2(b)は次の半サイクル内でトランジスタTr3の
導通状態で示す。出力Voの状態又は負荷条件によって
トランジスタTr3の通電幅が変調されることを示す。
Next, the operation will be described with reference to FIG. FIGS. 2 (a) represents a half cycle transistor Tr2 is conductive in the Q output of the T-FF 22, the capacitor C 4 is the charging direction.
FIG. 2B shows the conductive state of the transistor Tr3 in the next half cycle. This shows that the conduction width of the transistor Tr3 is modulated by the state of the output Vo or the load condition.

【0019】通電幅が最大時でコンデンサC4の放電を
完了する様に発振器21の周波数を決めてある。
The energization widths are determined the frequency of the oscillator 21 so as to complete the discharge of the capacitor C 4 at maximum.

【0020】図2(d)がコンデンサC4の充放電電流
を示す。全負荷では両方向共にサインウェブ的な電流で
高周波成分が小さく電磁放射が低減出来る。しかし、負
荷が小さいとコンデンサC4の放電電流が途中で遮断さ
れるので電流変化率は大きい。この場合でも従来技術の
図3よりはるかに小さいので電磁放射は低減される。遮
断時にトランス14に蓄積されたエネルギーはコンデン
サC4→トランス14→ダイオドD2→コンデンサC3
コンデンサC4のループでコンデンサC3に回収されるの
で効率が高くなる。
FIG. 2D shows the charging / discharging current of the capacitor C 4 . At full load, high-frequency components are small due to sinusoidal currents in both directions, and electromagnetic radiation can be reduced. However, the current rate of change since the discharge current of the load is small capacitor C 4 is cut off in the middle is large. Even in this case, the electromagnetic radiation is reduced since it is much smaller than in the prior art FIG. The energy stored in the transformer 14 at the time of cutoff is the capacitor C 4 → transformer 14 → diode D 2 → capacitor C 3
Since it recovered in the capacitor C 3 in the loop of the capacitor C 4 efficiency increases.

【0021】コンデンサC4の放電時間が短くなると電
荷が残っているので次の半サイクルの充電電流も段々小
さくなる。出力トランス14が放出エネルギーも小さく
なり、出力Voは安定化される。
[0021] Since the discharge time of the capacitor C 4 is left charge and shortens the charging current of the next half-cycle is also reduced gradually. The output transformer 14 also emits less energy, and the output Vo is stabilized.

【0022】尚、図2の(a)と(b)でトランジスタ
Tr2とTr3が同時に導通しないように遅延を設けて
ある。更には本発明の動作周波数は30KHz〜数MH
zである。又図1では、共振回路を出力トランス14の
励磁インダクダンスとコンデンサC4で示したが、別の
インダクタンスを付加しても良い。
In FIGS. 2A and 2B, a delay is provided so that the transistors Tr2 and Tr3 do not conduct simultaneously. Further, the operating frequency of the present invention is 30 KHz to several MH.
z. In Matazu 1 shows a resonant circuit with the excitation Indakudansu and capacitor C 4 of the output transformer 14, may be added to another inductance.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上述べた本発明の構成によれば、共振
回路のコンデンサーの放電電流の制御のみの簡単な構成
でスパイク、リンギングの発生を小さく抑制出来ること
から、安価にして電磁放射の小さい電源装置を提供可能
にした効果は大きい。
According to the configuration of the present invention described above, the occurrence of spikes and ringing can be suppressed small with a simple configuration only for controlling the discharge current of the capacitor of the resonance circuit. The effect of providing the power supply is significant.

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

【図1】本発明の実施例に於る具体的な回路構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a specific circuit configuration in an embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of FIG.

【図3】従来技術による実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment according to the prior art.

【図4】図3の動作波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of FIG. 3;

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 AC入力より安定化した直流出力を得る
電源装置に於て、ハーフ・ブリッジの駆動手段と、出力
トランスのインダクタンス又は付加インダクタンスとの
共振回路と、前記出力トランスの2次コイルより出力V
oを得る出力手段と、この出力手段の出力Voを基準値
と比較して誤差信号を一次に帰還する誤差検出手段と、
前記ハーフ・ブリッジ駆動手段をほぼ一定周期で駆動し
1方のスイッチ手段はほぼ一定時間導通させ他方のスイ
ッチ手段は前記誤差信号によって導通時間を変調する駆
動回路とよりなり、負荷条件によって共振状態を変調す
ることを特徴とする電源装置。
In a power supply device for obtaining a stabilized DC output from an AC input, a half bridge driving means, a resonance circuit of an inductance or an additional inductance of an output transformer, and a secondary coil of the output transformer are provided. Output V
o, an error detecting means for comparing the output Vo of the output means with a reference value and feeding back an error signal to the first order,
The half-bridge drive means is driven at a substantially constant cycle, one switch means is made conductive for a substantially fixed time, and the other switch means comprises a drive circuit for modulating the conductive time by the error signal. A power supply device that performs modulation.
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