JP3088220B2 - スイッチング電源制御回路 - Google Patents
スイッチング電源制御回路Info
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- JP3088220B2 JP3088220B2 JP05174541A JP17454193A JP3088220B2 JP 3088220 B2 JP3088220 B2 JP 3088220B2 JP 05174541 A JP05174541 A JP 05174541A JP 17454193 A JP17454193 A JP 17454193A JP 3088220 B2 JP3088220 B2 JP 3088220B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源制御回
路に関する。
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスイッチングレギュレーター電源
の制御回路は、図５に示すように、２次側に接続された
出力電圧検出抵抗１０，１１からの分圧電圧と基準電圧
とを入力する誤差増幅器１３と、誤差増幅器１３の出力
に接続されたフォトカプラ１５のフォトダイオード１５
Ａと１次側に接続されたフォトカプラ１５のフォトトラ
ンジスタ１５Ｂのエミッタに接続された抵抗からの電圧
と、発振回路２３、トランジスタ１９、コンデンサ１
８、定電流源２０からなるのこぎり波発生回路から出力
されるのこぎり波電圧を入力とする主としてコンパレー
タ１７で形成されるＰＷＭ変調回路と、電圧変換回路２
２（例えば２４Ｖから１２Ｖ）、ドライブ回路２１から
構成される。この従来の回路において、フォトカプラ１
５によって１次と２次間とを絶縁している。誤差増幅器
１３の出力電圧は、１次側に伝達され、フォトカプラ１
５のフォトトランジスタ１５Ｂのエミッタ側に接続され
た抵抗１６に誤差電圧として発生する。この誤差電圧
と、のこぎり波発生回路２４より発生されるのこぎり波
電圧を入力とするコンパレータ２１のＰＷＭ変調回路に
よってパルス幅変調される。
の制御回路は、図５に示すように、２次側に接続された
出力電圧検出抵抗１０，１１からの分圧電圧と基準電圧
とを入力する誤差増幅器１３と、誤差増幅器１３の出力
に接続されたフォトカプラ１５のフォトダイオード１５
Ａと１次側に接続されたフォトカプラ１５のフォトトラ
ンジスタ１５Ｂのエミッタに接続された抵抗からの電圧
と、発振回路２３、トランジスタ１９、コンデンサ１
８、定電流源２０からなるのこぎり波発生回路から出力
されるのこぎり波電圧を入力とする主としてコンパレー
タ１７で形成されるＰＷＭ変調回路と、電圧変換回路２
２（例えば２４Ｖから１２Ｖ）、ドライブ回路２１から
構成される。この従来の回路において、フォトカプラ１
５によって１次と２次間とを絶縁している。誤差増幅器
１３の出力電圧は、１次側に伝達され、フォトカプラ１
５のフォトトランジスタ１５Ｂのエミッタ側に接続され
た抵抗１６に誤差電圧として発生する。この誤差電圧
と、のこぎり波発生回路２４より発生されるのこぎり波
電圧を入力とするコンパレータ２１のＰＷＭ変調回路に
よってパルス幅変調される。
【０００３】上述のように構成されたスイッチング電源
制御回路の動作として、ＰＷＭ変調回路の入力電圧ＶI
は（１）式で表される。
制御回路の動作として、ＰＷＭ変調回路の入力電圧ＶI
は（１）式で表される。
【０００４】 ＶI ＝（ＶOUT −ＶF ）／ＲＦ・ＣＴＲ・ＲＥ……（１） ここでＶOUT は誤差増幅器の出力電圧、ＶF はフォトダ
イオードの電圧、ＲＦ，誤差増幅器の出力抵抗、ＣＴＲ
はフォトカプラの電流伝達率（ＣｕｒｒｅｎｔＴｒａｎ
ｓｆｅｒ Ｒａｔｉｏ）、ＲＥはフォトトランジスタの
エミッタ抵抗である。
イオードの電圧、ＲＦ，誤差増幅器の出力抵抗、ＣＴＲ
はフォトカプラの電流伝達率（ＣｕｒｒｅｎｔＴｒａｎ
ｓｆｅｒ Ｒａｔｉｏ）、ＲＥはフォトトランジスタの
エミッタ抵抗である。
【０００５】（１）式にて、ＰＷＭ変調回路の入力電圧
ＶI は入力電圧と出力電流によって決定される値とな
る。ここで、フォトカプラのＣＴＲは、ロットまたは経
年変化にて１〜５倍程度に変化するために、一定のＶI
の値とするためには、誤差増幅器１３の出力電圧ＶOUT
が大きく変化する。その結果誤差増幅器１３のバイアス
は大きく変化し、設計においてＲＦの値を決める場合に
おいても、ＣＴＲのばらつきを考慮すると、限定された
値となり設計の自由度がなくなる。さらにＣＴＲのばら
つき及び変化はスイッチング電源の一巡伝達特性にも影
響し、図６に示すように一巡伝達特性が大きく変化して
いた。また、レギュレーション特性の変化や異常発振す
るといった問題があった。
ＶI は入力電圧と出力電流によって決定される値とな
る。ここで、フォトカプラのＣＴＲは、ロットまたは経
年変化にて１〜５倍程度に変化するために、一定のＶI
の値とするためには、誤差増幅器１３の出力電圧ＶOUT
が大きく変化する。その結果誤差増幅器１３のバイアス
は大きく変化し、設計においてＲＦの値を決める場合に
おいても、ＣＴＲのばらつきを考慮すると、限定された
値となり設計の自由度がなくなる。さらにＣＴＲのばら
つき及び変化はスイッチング電源の一巡伝達特性にも影
響し、図６に示すように一巡伝達特性が大きく変化して
いた。また、レギュレーション特性の変化や異常発振す
るといった問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来例ではフォト
ダイオードのＣＴＲのばらつきが大きい場合にはスイッ
チング電源の一巡伝達特性の変化が大きくなるので、全
体のレギュレーションが悪くなり異常発振を起す欠点が
ある。
ダイオードのＣＴＲのばらつきが大きい場合にはスイッ
チング電源の一巡伝達特性の変化が大きくなるので、全
体のレギュレーションが悪くなり異常発振を起す欠点が
ある。
【０００７】本発明の目的はＣＴＲの変化を抑圧できる
スイッチング電源制御回路を提供することにある。
スイッチング電源制御回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源制御回路は、１次側のＤＣ入力をオン・オフしてＡＣ
変換するスイッチングトランジスタと、ＡＣ変換された
電流を２次側に変換するトランスと、２次側の出力電圧
と基準電圧との差分を検出する誤差増幅回路と、前記誤
差増幅回路の差分出力電圧を前記１次側に伝達するため
の第１のフォトカプラと、定周期の信号を発生する発振
器と前記発振器の出力信号に応答してオン／オフするス
イッチと前記スイッチと並列接続するコンデンサと前記
スイッチの電源を供給する定電流源とから成るのこぎり
波発生回路と、前記のこぎり波発生回路ののこぎり波出
力電圧と前記第１のフォトカプラのフォトトランジスタ
で検出される誤差電圧とを入力し、前記スイッチングト
ランジスタを制御するパルス幅変調回路とを有するスイ
ッチング電源制御回路において、前記２次側の出力電圧
間に第２のフォトカプラのフォトダイオードを接続し、
前記のこぎり波発生回路の前記定電流源に前記第２のフ
ォトカプラのフォトトランジスタを並列接続することを
特徴とする。また、前記第１および第２のフォトカプラ
は、近似な特性を有し、前記第１および第２のフォトカ
プラの電流伝達率（ＣＴＲ）の特性変化を互いに相殺す
る関係にあることを特徴とする。
源制御回路は、１次側のＤＣ入力をオン・オフしてＡＣ
変換するスイッチングトランジスタと、ＡＣ変換された
電流を２次側に変換するトランスと、２次側の出力電圧
と基準電圧との差分を検出する誤差増幅回路と、前記誤
差増幅回路の差分出力電圧を前記１次側に伝達するため
の第１のフォトカプラと、定周期の信号を発生する発振
器と前記発振器の出力信号に応答してオン／オフするス
イッチと前記スイッチと並列接続するコンデンサと前記
スイッチの電源を供給する定電流源とから成るのこぎり
波発生回路と、前記のこぎり波発生回路ののこぎり波出
力電圧と前記第１のフォトカプラのフォトトランジスタ
で検出される誤差電圧とを入力し、前記スイッチングト
ランジスタを制御するパルス幅変調回路とを有するスイ
ッチング電源制御回路において、前記２次側の出力電圧
間に第２のフォトカプラのフォトダイオードを接続し、
前記のこぎり波発生回路の前記定電流源に前記第２のフ
ォトカプラのフォトトランジスタを並列接続することを
特徴とする。また、前記第１および第２のフォトカプラ
は、近似な特性を有し、前記第１および第２のフォトカ
プラの電流伝達率（ＣＴＲ）の特性変化を互いに相殺す
る関係にあることを特徴とする。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。
る。
【００１１】図１において図５の従来例と同一の符号は
同一の構成と機能を有する。すなわち、図１の実施例は
本制御回路の出力部に抵抗８とフォトダイオード９Ａを
接続し、定電流源２０と並列にフォトトランジスタ９Ｂ
を接続している。この９Ａと９Ｂでフォトカプラ９を形
成する。このフォトカプラ９とフォトカプラ１５は同一
製造ロット内のフォトカプラを用いる。なお、フォトカ
プラ９および１５のＣＴＲの値自体は多少変化しても、
このフォトカプラ１５とフォトカプラ９とにより制御回
路の一巡伝達特性が変化しない。まずＣＴＲの値が標準
値よりも大きい場合にフォトカプラ９のフォトトランジ
スタ９Ｂに流れる電流は大きくなるため、のこぎり波発
生回路２４Ａのコンデンサ１８に流れる充電電流は増加
する。ここで発振器の出力電圧は図２の波形図に示すよ
うになるためにトランジスタ１９により、定周期で放電
されるので、図２（ａ）に示すようにのこぎり波電圧の
ピーク値は上昇する。ここでＰＷＭ変調出力のパルスの
デューティ（オン時間）Ｄｕｔは（２）式となる。
同一の構成と機能を有する。すなわち、図１の実施例は
本制御回路の出力部に抵抗８とフォトダイオード９Ａを
接続し、定電流源２０と並列にフォトトランジスタ９Ｂ
を接続している。この９Ａと９Ｂでフォトカプラ９を形
成する。このフォトカプラ９とフォトカプラ１５は同一
製造ロット内のフォトカプラを用いる。なお、フォトカ
プラ９および１５のＣＴＲの値自体は多少変化しても、
このフォトカプラ１５とフォトカプラ９とにより制御回
路の一巡伝達特性が変化しない。まずＣＴＲの値が標準
値よりも大きい場合にフォトカプラ９のフォトトランジ
スタ９Ｂに流れる電流は大きくなるため、のこぎり波発
生回路２４Ａのコンデンサ１８に流れる充電電流は増加
する。ここで発振器の出力電圧は図２の波形図に示すよ
うになるためにトランジスタ１９により、定周期で放電
されるので、図２（ａ）に示すようにのこぎり波電圧の
ピーク値は上昇する。ここでＰＷＭ変調出力のパルスの
デューティ（オン時間）Ｄｕｔは（２）式となる。
【００１２】Ｄｕｔ＝１−（ＶI ／ＶP ）……（２） （２）式に（１）式を代入すると、デューティＤｕｔは
（３）式となる。
（３）式となる。
【００１３】 Ｄｕｔ＝１−｛（ＶOUT −ＶF ）／ＲＦ・ＣＴＲ・ＲＥ｝／ＶP ……（３） 入力電圧及び負荷電流が一定の場合にデューティは一定
であるために、ＣＴＲが大きくなった場合にのこぎり波
のピーク値ＶP も大きくなるために、誤差増幅器の出力
レベルＶOUT を変化しなくともデューティは一定の値に
することができる。
であるために、ＣＴＲが大きくなった場合にのこぎり波
のピーク値ＶP も大きくなるために、誤差増幅器の出力
レベルＶOUT を変化しなくともデューティは一定の値に
することができる。
【００１４】逆にＣＴＲが小さい場合はコンデンサ１８
の充電電流も小さくなるので、のこぎり波のピーク値は
小さくなる。また誤差増幅器１３の出力に接続されたフ
ォトカプラ１５のＣＴＲも小さいために、（３）式によ
りＶP ，ＣＴＲ共に小さくなり、誤差増幅器１３の出力
が一定でデューティも一定の値となる。また一巡伝達特
性も（３）式によりＣＴＲの変化とＶP の変化が同一と
なるため、変化はキャンセルされて図４の特性図に示す
ようにＣＴＲの値に大小があっても伝達特性が一定の値
となる。
の充電電流も小さくなるので、のこぎり波のピーク値は
小さくなる。また誤差増幅器１３の出力に接続されたフ
ォトカプラ１５のＣＴＲも小さいために、（３）式によ
りＶP ，ＣＴＲ共に小さくなり、誤差増幅器１３の出力
が一定でデューティも一定の値となる。また一巡伝達特
性も（３）式によりＣＴＲの変化とＶP の変化が同一と
なるため、変化はキャンセルされて図４の特性図に示す
ようにＣＴＲの値に大小があっても伝達特性が一定の値
となる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は１次側と２
次側を絶縁する既設のフォトカプラの特性を相殺するフ
ォトカプラを設けることにより、フォトカプラのＣＴＲ
に変化があっても制御回路の一巡伝達特性は変化しない
ので、レギュレーション特性の変化や発振の可能性もな
くなる効果がある。
次側を絶縁する既設のフォトカプラの特性を相殺するフ
ォトカプラを設けることにより、フォトカプラのＣＴＲ
に変化があっても制御回路の一巡伝達特性は変化しない
ので、レギュレーション特性の変化や発振の可能性もな
くなる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の回路図である。
【図２】図１の実施例の動作説明図である。
【図３】図１の実施例の波形図である。
【図４】図１の実施例の動作説明図である。
【図５】従来のスイッチング電源制御回路の回路図であ
る。
る。
【図６】従来例の動作説明図である。
１，７，１８ コンデンサ ２ スイッチングトランジスタ ３ トランス ４，５ 整流ダイオード ６ 平滑チョークコイル ８，１０，１１，１４，１６ 抵抗 ９，１５ フォトカプラ ９Ａ，１５Ａ フォトダイオード ９Ｂ，１５Ｂ フォトトランジスタ １２ 基準電圧 １３ 誤差増幅器 １７ コンパレータ １９ トランジスタ ２０ 定電流源 ２１ ドライブ回路 ２２ 電圧変換回路 ２３ 発振回路 ２４Ａ のこぎり波発生回路
Claims (2)
- 【請求項１】 １次側のＤＣ入力をオン・オフしてＡＣ
変換するスイッチングトランジスタと、ＡＣ変換された
電流を２次側に変換するトランスと、２次側の出力電圧
と基準電圧との差分を検出する誤差増幅回路と、前記誤
差増幅回路の差分出力電圧を前記１次側に伝達するため
の第１のフォトカプラと、定周期の信号を発生する発振
器と前記発振器の出力信号に応答してオン／オフするス
イッチと前記スイッチと並列接続するコンデンサと前記
スイッチの電源を供給する定電流源とから成るのこぎり
波発生回路と、前記のこぎり波発生回路ののこぎり波出
力電圧と前記第１のフォトカプラのフォトトランジスタ
で検出される誤差電圧とを入力し、前記スイッチングト
ランジスタを制御するパルス幅変調回路とを有するスイ
ッチング電源制御回路において、前記２次側の出力電圧
間に第２のフォトカプラのフォトダイオードを接続し、
前記のこぎり波発生回路の前記定電流源に前記第２のフ
ォトカプラのフォトトランジスタを並列接続することを
特徴とするスイッチング電源制御回路。 - 【請求項２】 前記第１および第２のフォトカプラは、
近似な特性を有し、前記第１および第２のフォトカプラ
の電流伝達率（ＣＴＲ）の特性変化を互いに相殺する関
係にあることを特徴とする請求項１記載のスイッチング
電源制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05174541A JP3088220B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | スイッチング電源制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05174541A JP3088220B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | スイッチング電源制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0731142A JPH0731142A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3088220B2 true JP3088220B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=15980352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05174541A Expired - Fee Related JP3088220B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | スイッチング電源制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3088220B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1355410A1 (en) * | 1997-04-30 | 2003-10-22 | Fidelix Y.K. | A power supply apparatus |
| JP2008042966A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電源回路 |
| JP5304745B2 (ja) | 2010-07-30 | 2013-10-02 | ミツミ電機株式会社 | 絶縁型電源装置および照明装置 |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP05174541A patent/JP3088220B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0731142A (ja) | 1995-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000613 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |