JP3155715B2 - Self-excited switching power supply circuit - Google Patents
Self-excited switching power supply circuitInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
に流れる電流から過電流を検出し、スイッチング素子の
オンデューティを制限して過電流保護動作を行う自励発
振方式のスイッチング電源回路において、過電流保護動
作時の負荷電流に対する出力電圧の垂下特性を改善する
ための技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-oscillation type switching power supply circuit which detects an overcurrent from a current flowing through a switching element and limits an on-duty of the switching element to perform an overcurrent protection operation. The present invention relates to a technique for improving a drooping characteristic of an output voltage with respect to a load current during a protection operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】スイッチング電源は、その駆動形態によ
って自励発振方式(以下、自励式という)と他励発振方
式とに分けられる。自励式のスイッチング電源は、トラ
ンス等のインダクタンス部品の所定の巻線に現れる電圧
を駆動信号としてスイッチング素子に正帰還させ、スイ
ッチング素子に自励発振を行わせるものが一般的であ
る。このような自励式のスイッチング電源回路の一例と
しては図4に示すようなものが存在した。図4に示すス
イッチング電源回路は以下のような構成となっている。2. Description of the Related Art Switching power supplies are classified into a self-excited oscillation system (hereinafter referred to as a self-excited oscillation system) and a separately-excited oscillation system according to their driving modes. A self-excited switching power supply generally uses a voltage appearing in a predetermined winding of an inductance component such as a transformer as a drive signal to positively feed back to a switching element, and causes the switching element to perform self-excited oscillation. FIG. 4 shows an example of such a self-excited switching power supply circuit. The switching power supply circuit shown in FIG. 4 has the following configuration.
【0003】入力端子1a、1b間にトランスTの1次
巻線N1、スイッチングトランジスタQ1、抵抗R1が
直列接続され、2次巻線N2の一端はダイオードD1と
チョークコイルL1を介して出力端子2aに接続され、
2次巻線N2の他端は出力端子2bに接続されている。
チョークコイルL1とダイオードD1の接続点と出力端
子2bとの間には平滑コンデンサC1が接続され、出力
端子2a、2b間にはコンデンサC2が接続されてい
る。このトランスT、スイッチングトランジスタQ1、
ダイオードD1及び平滑コンデンサC1により基本的な
電源回路が構成されており、抵抗R1はこの電源回路に
流れる電流の検出手段となっている。A primary winding N1 of a transformer T, a switching transistor Q1, and a resistor R1 are connected in series between input terminals 1a and 1b. One end of a secondary winding N2 is connected to an output terminal 2a via a diode D1 and a choke coil L1. Connected to
The other end of the secondary winding N2 is connected to the output terminal 2b.
A smoothing capacitor C1 is connected between a connection point of the choke coil L1 and the diode D1 and the output terminal 2b, and a capacitor C2 is connected between the output terminals 2a and 2b. This transformer T, switching transistor Q1,
A basic power supply circuit is constituted by the diode D1 and the smoothing capacitor C1, and the resistor R1 serves as a means for detecting a current flowing through the power supply circuit.
【0004】入力端子1aとスイッチングトランジスタ
Q1のゲートとの間には抵抗R2が接続され、スイッチ
ングトランジスタQ1のゲート、ソース間には抵抗R3
が接続されている。この抵抗R2はスイッチングトラン
ジスタQ1に順方向バイアスを与えるための起動回路で
ある。スイッチングトランジスタQ1のゲートと入力端
子1bとの間には抵抗R4、コンデンサC3及び3次巻
線N3が直列接続され、信号帰還部を形成している。ス
イッチングトランジスタQ1のゲートと入力端子1bと
の間に制御用のトランジスタQ2が接続され、このトラ
ンジスタQ2のベースと抵抗R1のスイッチングトラン
ジスタQ1側の一端との間に抵抗R9、コンデンサC5
及びダイオードD3の並列回路が接続されている。この
抵抗R9、コンデンサC5及びダイオードD3の並列回
路は、制御用のトランジスタQ2を含めて過電流保護部
を形成している。A resistor R2 is connected between the input terminal 1a and the gate of the switching transistor Q1, and a resistor R3 is connected between the gate and the source of the switching transistor Q1.
Is connected. This resistor R2 is a starting circuit for applying a forward bias to the switching transistor Q1. A resistor R4, a capacitor C3 and a tertiary winding N3 are connected in series between the gate of the switching transistor Q1 and the input terminal 1b to form a signal feedback section. A control transistor Q2 is connected between the gate of the switching transistor Q1 and the input terminal 1b. A resistor R9 and a capacitor C5 are connected between the base of the transistor Q2 and one end of the resistor R1 on the switching transistor Q1 side.
And a parallel circuit of a diode D3. The parallel circuit of the resistor R9, the capacitor C5 and the diode D3 forms an overcurrent protection section including the control transistor Q2.
【0005】そして、信号帰還部の3次巻線N3とコン
デンサC3の接続点とトランジスタQ2のベースとの間
にダイオードD2とフォトカプラ受光素子PH2を直列
接続し、フォトカプラ発光素子PH1は抵抗R8及びシ
ャントレギュレータSRと直列に接続し、このフォトカ
プラ発光素子PH1は抵抗R8及びシャントレギュレー
タSRの直列回路は平滑コンデンサC2に対して並列に
接続されている。このフォトカプラ受光素子PH1、フ
ォトカプラ発光素子PH2、ダイオードD2、抵抗R8
及びシャントレギュレータSRは、トランジスタQ2を
含めて定電圧制御部を形成している。フォトカプラ受光
素子PH2には定電圧ダイオードDZ1と抵抗R1の直
列回路が並列に接続されており、この直列回路は信号補
正部を形成している。コンデンサC2に対して抵抗R6
とR7の直列回路が並列に接続され、抵抗R6と抵抗R
7の接続点がシャントレギュレータSRのゲート端子に
接続され、シャントレギュレータSRのゲート端子とア
ノード端子の間にコンデンサC4を接続している。この
抵抗R6と抵抗R7の直列回路は電圧検出部となってい
る。A diode D2 and a photocoupler light receiving element PH2 are connected in series between a connection point between the tertiary winding N3 of the signal feedback section and the capacitor C3 and the base of the transistor Q2. The photocoupler light-emitting element PH1 is connected in series with the resistor R8 and the shunt regulator SR, and the series circuit of the shunt regulator SR is connected to the smoothing capacitor C2. This photocoupler light receiving element PH1, photocoupler light emitting element PH2, diode D2, resistor R8
The shunt regulator SR and the shunt regulator SR form a constant voltage control unit including the transistor Q2. A serial circuit of a constant voltage diode DZ1 and a resistor R1 is connected in parallel to the photocoupler light receiving element PH2, and this series circuit forms a signal correction unit. Resistor R6 for capacitor C2
And a series circuit of R7 are connected in parallel, and a resistor R6 and a resistor R
The connection point 7 is connected to the gate terminal of the shunt regulator SR, and the capacitor C4 is connected between the gate terminal and the anode terminal of the shunt regulator SR. The series circuit of the resistor R6 and the resistor R7 serves as a voltage detecting unit.
【0006】このような構成とした図4の回路の各部分
は、概略として以下のように動作する。まず抵抗R1が
スイッチングトランジスタQ1のゲートに初期の順方向
バイアスを与え、スイッチングトランジスタQ1を導通
状態とする。トランスTの各巻線にはスイッチングトラ
ンジスタQ1の状態に応じて電圧が誘起され、ここで、
3次巻線N3に発生した電圧は、コンデンサC3、抵抗
R4を介してスイッチングトランジスタQ1のゲートに
順方向バイアスあるいは逆バイアスを与えてスイッチン
グトランジスタQ1を駆動する。すなわち、3次巻線N
3、コンデンサC3、抵抗R4の信号帰還部がスイッチ
ングトランジスタQ1のゲートに信号を帰還し、スイッ
チングトランジスタQ1に自励発振動作を持続させるよ
うに作用する。The respective parts of the circuit shown in FIG. 4 having such a configuration generally operate as follows. First, the resistor R1 applies an initial forward bias to the gate of the switching transistor Q1 to make the switching transistor Q1 conductive. A voltage is induced in each winding of the transformer T according to the state of the switching transistor Q1.
The voltage generated in the tertiary winding N3 applies a forward bias or a reverse bias to the gate of the switching transistor Q1 via the capacitor C3 and the resistor R4 to drive the switching transistor Q1. That is, the tertiary winding N
3. The signal feedback section of the capacitor C3 and the resistor R4 feeds back the signal to the gate of the switching transistor Q1 and acts on the switching transistor Q1 to maintain the self-excited oscillation operation.
【0007】自励発振動作に伴って誘起された2次巻線
N2の電圧はダイオードD1、平滑コンデンサC2によ
って整流・平滑され、さらにチョークコイルL1、コン
デンサC2によってリップルが除去されて出力電圧とし
て出力端子2a、2bより外部へ供給される。ここで、
シャントレギュレータSRは、抵抗R6、R7で検出し
た出力電圧に応じた制御信号を発生させる。そして制御
信号はフォトカプラ発光素子PH1、受光素子PH2を
介して伝送され、トランジスタQ2のベースに入力され
る。トランジスタQ2は制御信号に応じてスイッチング
トランジスタQ1のバイアス電圧を変化させ、これによ
り定電圧制御動作を行う。The voltage of the secondary winding N2 induced by the self-excited oscillation operation is rectified and smoothed by the diode D1 and the smoothing capacitor C2, and the ripple is removed by the choke coil L1 and the capacitor C2 to output as an output voltage. It is supplied to the outside from the terminals 2a and 2b. here,
The shunt regulator SR generates a control signal according to the output voltage detected by the resistors R6 and R7. Then, the control signal is transmitted via the photocoupler light emitting element PH1 and the light receiving element PH2, and is input to the base of the transistor Q2. The transistor Q2 changes the bias voltage of the switching transistor Q1 according to the control signal, thereby performing a constant voltage control operation.
【0008】正常な運転状態では、以上の自励発振動作
と定電圧制御動作が図4の回路中で定常的に行われる。
もしここで、出力端子2a、2bに接続された負荷が異
常な状態となり、スイッチングトランジスタQ1に過大
な電流が流れるようになると、その電流の大きさに応じ
た電圧が抵抗R1の端子間に現れる。この抵抗R1の端
子間に現れた電圧は過電流保護部の抵抗R9とコンデン
サC5を介してトランジスタQ2に印加され、トランジ
スタQ2はその電圧に応じてスイッチングトランジスタ
Q1のバイアス電圧を低下させる。その結果、スイッチ
ングトランジスタQ1に流れる電流の増加が抑制され、
過電流保護動作が行われるようになる。In a normal operation state, the above-described self-excited oscillation operation and constant voltage control operation are constantly performed in the circuit of FIG.
Here, if the load connected to the output terminals 2a, 2b becomes abnormal and an excessive current flows through the switching transistor Q1, a voltage corresponding to the magnitude of the current appears between the terminals of the resistor R1. . The voltage appearing between the terminals of the resistor R1 is applied to the transistor Q2 via the resistor R9 of the overcurrent protection unit and the capacitor C5, and the transistor Q2 reduces the bias voltage of the switching transistor Q1 according to the voltage. As a result, an increase in the current flowing through the switching transistor Q1 is suppressed,
The overcurrent protection operation is performed.
【0009】図4に示す電源回路で、出力端子2a、2
bから見た出力側のインピーダンスを小さくしていく
と、回路の負荷電流が増加し、これに伴ってスイッチン
グトランジスタQ1に流れる電流も増加していく。この
時には、回路の定電圧制御動作によって出力電圧が一定
で、負荷電流だけが増加していくことになる。ここで、
さらにインピーダンスを小さくすると、やがて出力電流
の増加に伴ってスイッチングトランジスタQ1に流れる
電流が過大な状態となる。すると過電流保護動作が行わ
れ、今度は出力電流が一定となり、代わって出力電圧が
低下するようになる。この、負荷状態によって定電圧あ
るいは定電流となる負荷電流と出力電圧の関係は、一般
に出力の垂下特性として知られており、代表的な回路保
護のための手段となっている。In the power supply circuit shown in FIG.
As the impedance on the output side viewed from b decreases, the load current of the circuit increases, and the current flowing through the switching transistor Q1 also increases accordingly. At this time, the output voltage is constant by the constant voltage control operation of the circuit, and only the load current increases. here,
If the impedance is further reduced, the current flowing through the switching transistor Q1 becomes excessive with the increase of the output current. Then, the overcurrent protection operation is performed, and the output current becomes constant this time, and the output voltage decreases instead. The relationship between a load current, which becomes a constant voltage or a constant current depending on the load state, and the output voltage is generally known as a drooping characteristic of the output, and is a typical means for protecting a circuit.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的な電
源回路では、例えば、100〔V〕系と200〔V〕系
の異なる入力電圧に対しで回路を共用できるようにする
ために、ある範囲内の電源電圧(入力電圧)で使用でき
ように、回路を構成する各素子の定数を設定する。図4
に示す構成を有した電源回路も、ある範囲の入力電圧に
適用出来るように設計されるが、異なる入力電圧に対し
その出力の垂下特性が図5に示すように変化する問題が
あった。すなわち図4の回路では、スイッチングトラン
ジスタQ1のゲートには抵抗R2を介して入力電圧がバ
イアス電圧として印加されている。そのため、入力電圧
が高ければスイッチングトランジスタQ1のゲートには
大きな順方向バイアスが加わり、逆に入力電圧が低けれ
ば小さな順方向バイアスが加わることになる。By the way, in a general power supply circuit, for example, a certain range is set so that the circuit can be shared by different input voltages of a 100 [V] system and a 200 [V] system. The constants of each element constituting the circuit are set so that the power supply voltage (input voltage) can be used. FIG.
Although the power supply circuit having the configuration shown in FIG. 1 is also designed to be applicable to a certain range of input voltage, there is a problem that the droop characteristic of the output changes as shown in FIG. 5 for different input voltages. That is, in the circuit of FIG. 4, the input voltage is applied as a bias voltage to the gate of the switching transistor Q1 via the resistor R2. Therefore, if the input voltage is high, a large forward bias is applied to the gate of the switching transistor Q1, and if the input voltage is low, a small forward bias is applied.
【0011】ここで、出力端子2a、2bから見た出力
側のインピーダンスが小さくなると、やがて過電流保護
動作が行われ、負荷電流が一定で出力電圧が低下してい
く。出力電圧が低下するとスイッチングトランジスタQ
1がターンオフした時にトランスTの各巻線に現れるフ
ライバック電圧も小さくなる。すると3次巻線N3、コ
ンデンサC3、抵抗R4がスイッチングトランジスタQ
1のゲートに供給する電圧信号は小さくなり、その結
果、スイッチングトランジスタQ1のゲートに加わるバ
イアスは入力電圧によって大きな影響を受けるようにな
る。Here, when the impedance on the output side as viewed from the output terminals 2a and 2b decreases, the overcurrent protection operation is performed, and the output voltage decreases with a constant load current. When the output voltage drops, the switching transistor Q
When 1 turns off, the flyback voltage appearing in each winding of the transformer T also decreases. Then, the tertiary winding N3, the capacitor C3, and the resistor R4 are connected to the switching transistor Q.
The voltage signal supplied to the gate of the switching transistor Q1 becomes smaller, and as a result, the bias applied to the gate of the switching transistor Q1 is greatly affected by the input voltage.
【0012】このような回路の状態において、先ず、入
力端子1a、1b間に高い入力電圧が印加されると、抵
抗R2を介してスイッチングトランジスタQ1のゲート
に印加される電圧は高くなり、このためスイッチングト
ランジスタQ1はオン状態に移行しやすい状態となる。
そのため図6のゲート電圧の波形図に示すように、3次
巻線N3、コンデンサC3、抵抗R4によって印加され
る逆バイアスの電圧が低下すると、スイッチングトラン
ジスタQ1はすぐにターンオンするようになる。その結
果、スイッチングトランジスタQ1のオフ期間は短くな
り、出力端子2a、2b間が短絡に近い状態になるほ
ど、図5の線(H)のように負荷電流が増加する現象が
発生してしまう。この現象によって負荷電流が大きくな
ると、回路中の各素子にかかる負担が増大し、回路が破
損する恐れがあった。In such a circuit state, when a high input voltage is applied between the input terminals 1a and 1b, the voltage applied to the gate of the switching transistor Q1 via the resistor R2 increases. The switching transistor Q1 is in a state where it easily shifts to the ON state.
Therefore, as shown in the gate voltage waveform diagram of FIG. 6, when the reverse bias voltage applied by the tertiary winding N3, the capacitor C3, and the resistor R4 decreases, the switching transistor Q1 is immediately turned on. As a result, the off-period of the switching transistor Q1 is shortened, and the phenomenon that the load current increases as shown by the line (H) in FIG. When the load current increases due to this phenomenon, the load on each element in the circuit increases, and the circuit may be damaged.
【0013】一方、出力電圧が低い場合には、抵抗R2
を介してスイチングトランジスタQ1のゲートに印加さ
れる電圧は低くなり、スイッチングトランジスタQ1は
オン状態に移行しにくい状態となる。ここで、3次巻線
N3、コンデンサC3、抵抗R4によって印加される逆
バイアスの電圧を見ると、コンデンサC3の端子間電圧
に負うところが大きくなっている。コンデンサC3の端
子間電圧については、入力電圧が低いことと3次巻線N
3発生するフライバック電圧が小さくなることにより、
電圧の極性が反転し、抵抗R4側の方が高電位となるの
が遅くなる。その結果、図6に示すようにスイッチング
トランジスタQ1のオフ期間は長くなり、図5の線
(L)のように所定の電圧より出力電圧が低下すると、
負荷電流が急激に小さくなる現象が現れる。On the other hand, when the output voltage is low, the resistance R2
, The voltage applied to the gate of the switching transistor Q1 becomes low, and the switching transistor Q1 is hardly shifted to the ON state. Here, looking at the reverse bias voltage applied by the tertiary winding N3, the capacitor C3, and the resistor R4, the voltage applied to the terminal voltage of the capacitor C3 increases. Regarding the voltage between terminals of the capacitor C3, the input voltage is low and the tertiary winding N
3 By reducing the generated flyback voltage,
The polarity of the voltage is inverted, so that the resistance R4 side becomes higher at a higher potential later. As a result, as shown in FIG. 6, the off period of the switching transistor Q1 becomes longer, and when the output voltage drops below a predetermined voltage as shown by the line (L) in FIG.
A phenomenon in which the load current decreases rapidly appears.
【0014】例えば、電源回路に接続される負荷が、電
圧供給開始直後にはインピーダンスの低い容量性あるい
は誘導性の負荷であった場合、図4の回路では出力電圧
が低い起動時において負荷に充分な電流を供給できず、
負荷あるいは電源回路自体が起動できないことがあっ
た。本発明は、上記問題点を鑑み、スイッチング電源回
路の出力垂下特性を改善し、入力電圧が高い時には大き
な負荷電流が流れず、また入力電圧が低い時には起動時
においても充分な負荷電流が供給できる自励式スイッチ
ング電源回路を提供することを目的とする。For example, if the load connected to the power supply circuit is a capacitive or inductive load having a low impedance immediately after the start of voltage supply, the circuit shown in FIG. Can not supply a large current,
In some cases, the load or the power supply circuit itself could not be started. In view of the above problems, the present invention improves the output drooping characteristics of a switching power supply circuit, so that a large load current does not flow when the input voltage is high, and that a sufficient load current can be supplied even at startup when the input voltage is low. It is an object to provide a self-excited switching power supply circuit.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、インダクタン
ス部品とスイッチング素子を直列に接続し、インダクタ
ンス部品に発生する電圧をスイッチング素子にフィード
バックして自励発振を行わせる自励式スイッチング電源
回路において、スイッチング素子の主電流路に直列接続
され、スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検
出手段、スイッチング素子の制御端子に接続され、電流
検出手段からの信号に応じてスイッチング素子の制御端
子に入力される信号を制限する制御手段、回路の入力端
子に接続され、回路の入力電圧でスイッチング素子に順
方向バイアスを与えるための第1の抵抗素子よりなる起
動回路、並びに、起動回路と入力端子との間に接続され
た定電圧ダイオード及び起動回路とスイッチング素子の
制御端子との間に接続された第2の抵抗素子よりなる定
電流回路、を具備することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a self-excited switching power supply circuit in which an inductance component and a switching element are connected in series, and a voltage generated in the inductance component is fed back to the switching element to perform self-excited oscillation. A current detecting means connected in series to a main current path of the switching element, for detecting a current flowing through the switching element, connected to a control terminal of the switching element, and inputted to a control terminal of the switching element in response to a signal from the current detecting means A control means for limiting a signal is connected to an input terminal of the circuit and comprises a first resistance element for applying a forward bias to the switching element with an input voltage of the circuit.
Power circuit, and between the start circuit and the input terminal.
A constant current circuit comprising a constant voltage diode and a second resistor connected between the starter circuit and the control terminal of the switching element.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】トランス等のインダクタンス部品
の所定の巻線にスイッチング素子の主電流路を直列に接
続し、スイッチング素子の制御端子にインダクタンス部
品の巻線を含む信号帰還回路を接続する。スイッチング
素子の制御端子には制御用のトランジスタ素子の主電流
路を接続し、スイッチング素子の主電流路には電流検出
手段を直列に接続し、そして電流検出手段からトランジ
スタ素子の制御端子にスイッチング素子を流れる電流に
相当する信号が入力されるように構成する。入力端子に
起動回路を接続し、起動回路とスイッチング素子の制御
端子との間に定電流回路を接続する。スイッチング素子
の制御端子に与える、スイッチング素子を導通させるた
めの初期の順方向のバイアスを、起動回路からスイッチ
ング素子の方向に一定の電流を流すことによって供給す
る。これにより入力電圧の大きさによってスイッチング
素子の制御端子に与えられる順方向のバイアスが変化し
ないようにする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A main current path of a switching element is connected in series to a predetermined winding of an inductance component such as a transformer, and a signal feedback circuit including a winding of the inductance component is connected to a control terminal of the switching element. The control terminal of the switching element is connected to the main current path of the transistor element for control, the main current path of the switching element is connected in series with current detection means, and the switching element is connected from the current detection means to the control terminal of the transistor element. In such a way that a signal corresponding to the current flowing through is input. A starting circuit is connected to the input terminal, and a constant current circuit is connected between the starting circuit and a control terminal of the switching element. An initial forward bias applied to the control terminal of the switching element for conducting the switching element is supplied by flowing a constant current from the starting circuit toward the switching element. This prevents the forward bias applied to the control terminal of the switching element from changing according to the magnitude of the input voltage.
【0017】[0017]
【実施例】出力の垂下特性を改善した本発明による自励
式スイッチング電源回路の実施例を図1に示した。図1
に示す回路は以下の構成部分を除いて、図3で説明した
従来の回路と同一の回路構成となっている。すなわち図
1の回路では、入力端子1aとスイッチングトランジス
タQ1のゲートとの間に抵抗R2と抵抗R10を直列に
接続し、抵抗R2と抵抗R10の接続点と入力端子1b
との間に定電圧ダイオードDZ2を接続している。ここ
で、抵抗R2は図3と同様に起動回路であり、抵抗R1
0と定電圧ダイオードDZ2は定電流回路3を形成して
いる。このように定電流回路3を設けることにより図1
に示す回路の動作は以下のように改善される。FIG. 1 shows an embodiment of a self-excited switching power supply circuit according to the present invention which has improved output drooping characteristics. FIG.
Has the same circuit configuration as the conventional circuit described with reference to FIG. 3 except for the following components. That is, in the circuit of FIG. 1, the resistor R2 and the resistor R10 are connected in series between the input terminal 1a and the gate of the switching transistor Q1, and the connection point between the resistor R2 and the resistor R10 and the input terminal 1b
And a constant voltage diode DZ2. Here, the resistor R2 is a starting circuit as in FIG.
0 and the constant voltage diode DZ2 form a constant current circuit 3. By providing the constant current circuit 3 in this manner, FIG.
Is improved as follows.
【0018】先ず、定電流回路3の作用により、抵抗R
2からスイッチングトランジスタQ1のゲートに向かっ
て流れる電流は入力電圧の大きさによる変動が無くな
り、スイッチングトランジスタQ1のゲートに印加され
る順方向バイアスをほぼ同レベルに設定することができ
るようになる。そのため、入力電圧の変動幅に左右され
ずにスイッチングトランジスタQ1の順方向バイアスを
最適な状態に設定することが可能となる。次に、定電流
回路3からスイッチングトランジスタQ1のゲートに向
かって供給される電流は大きく変動しないため、過電流
保護動作時においてスイッチングトランジスタQ1のオ
フ期間を決定する3次巻線N3とコンデンサC3のエネ
ルギーの充放電時間はほぼ一定になる。First, the resistance R
The current flowing from 2 to the gate of the switching transistor Q1 does not fluctuate due to the magnitude of the input voltage, and the forward bias applied to the gate of the switching transistor Q1 can be set to substantially the same level. For this reason, it is possible to set the forward bias of the switching transistor Q1 to an optimum state without being affected by the fluctuation range of the input voltage. Next, since the current supplied from the constant current circuit 3 to the gate of the switching transistor Q1 does not fluctuate significantly, the tertiary winding N3 and the capacitor C3 which determine the off period of the switching transistor Q1 during the overcurrent protection operation. The energy charging / discharging time becomes almost constant.
【0019】この2つの作用によってスイッチングトラ
ンジスタQ1のオフ時間は入力電圧、出力端子2a、2
b間のインピーダンスの値に関わらずほぼ一定にするこ
とが可能となる。このときのスイッチングトランジスタ
Q1のゲート電圧の波形図を図3に示しておいた。この
ように図1に示す回路では、スイッチングトランジスタ
Q1のオン期間は過電流保護動作によってスイッチング
トランジスタQ1を流れる電流に応じて制御され、オフ
期間は定電流回路3によってほぼ一定となる。このた
め、入力電圧の大きさ、出力端子2a、2b間のインピ
ーダンスの値によって負荷電流が増加あるいは減少する
ことが無くなり、図1の回路の高入力時(H)、低入力
時(L)のそれぞれの出力の垂下特性は図2に示すよう
に改善される。By these two actions, the off time of the switching transistor Q1 is determined by the input voltage, the output terminals 2a,
It is possible to make it almost constant irrespective of the value of the impedance between b. FIG. 3 shows a waveform diagram of the gate voltage of the switching transistor Q1 at this time. As described above, in the circuit shown in FIG. 1, the ON period of the switching transistor Q1 is controlled by the overcurrent protection operation in accordance with the current flowing through the switching transistor Q1, and the OFF period is made substantially constant by the constant current circuit 3. Therefore, the load current does not increase or decrease depending on the magnitude of the input voltage and the value of the impedance between the output terminals 2a and 2b, and the circuit shown in FIG. The droop characteristic of each output is improved as shown in FIG.
【0020】この図2の出力の垂下特性を見ると分かる
ように、図1の回路によれば、負荷電流の増加による回
路の破損の恐れや、起動時に負荷へ充分な電流を供給で
きなくなる事態、そして容量性あるいは誘導性の負荷を
起動できなくなる事態を防止することが可能になる。な
お図1の回路では、定電流回路3は定電圧ダイオードD
Z2、抵抗R10によって構成しているが、定電流ダイ
オードやトランジスタ素子を使用して定電流特性を有す
る回路を構成したものでも良い。As can be seen from the drooping characteristics of the output of FIG. 2, according to the circuit of FIG. 1, there is a fear that the circuit may be damaged due to an increase in the load current, or that a sufficient current cannot be supplied to the load at the time of startup. , And a situation in which a capacitive or inductive load cannot be started can be prevented. In the circuit of FIG. 1, the constant current circuit 3 is a constant voltage diode D
Although it is constituted by Z2 and the resistor R10, a circuit having a constant current characteristic using a constant current diode or a transistor element may be used.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上に述べたように本発明による自励式
スイッチング電源回路は、インダクタンス部品に現れる
電圧信号を正帰還してスイッチング素子に自励発振動作
を行わせ、さらにスイッチング素子に流れる電流を検出
して過電流保護を行うスイッチング電源回路において、
スイッチング素子の制御端子と起動回路の間に定電流回
路を設ける構成を特徴としている。この構成によれば、
スイッチング素子のオフ期間が、入力電圧、負荷状態に
よって不安定に変動しないようにすることができる。そ
の結果、出力端子間が短絡に近い状態となっても、負荷
電流がほぼ一定となるように回路の出力の垂下特性を改
善することができ、入力電圧の大きさ及び負荷の状態に
よって負荷電流が増加あるいは減少することを防止でき
る。そして、出力の垂下特性が改善されることにより、
回路が破損する、起動時に充分な電流を供給できない等
の問題の発生を防止することができるようになる。As described above, the self-excited switching power supply circuit according to the present invention causes the switching element to perform a self-excited oscillation operation by positively feeding back the voltage signal appearing in the inductance component, and further reduces the current flowing through the switching element. In a switching power supply circuit that detects and performs overcurrent protection,
It is characterized in that a constant current circuit is provided between the control terminal of the switching element and the starting circuit. According to this configuration,
It is possible to prevent the off period of the switching element from fluctuating unstablely depending on the input voltage and the load state. As a result, the output drooping characteristic of the circuit can be improved so that the load current becomes substantially constant even when the state between the output terminals is almost short-circuited, and the load current depends on the magnitude of the input voltage and the load state. Can be prevented from increasing or decreasing. And, by improving the droop characteristic of the output,
It is possible to prevent problems such as breakage of the circuit and inability to supply a sufficient current at startup.
【図1】 本発明による自励式スイッチング電源回路の
実施例の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a self-excited switching power supply circuit according to the present invention.
【図2】 図1の回路の出力の垂下特性。FIG. 2 shows the drooping characteristics of the output of the circuit of FIG.
【図3】 図1の回路の高・低入力時におけるスイッチ
ング素子のゲート電圧の波形図。FIG. 3 is a waveform diagram of a gate voltage of a switching element at the time of high / low input of the circuit of FIG. 1;
【図4】 従来の自励式スイッチング電源回路の一例の
回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of an example of a conventional self-excited switching power supply circuit.
【図5】 図4の回路の出力の垂下特性。FIG. 5 shows the drooping characteristics of the output of the circuit of FIG.
【図6】 図4の回路の高・低入力時におけるスイッチ
ング素子のゲート電圧の波形図。FIG. 6 is a waveform diagram of a gate voltage of a switching element at the time of high / low input of the circuit of FIG. 4;
1a、1b 入力端子 2a、2b 出力端子 3 定電流回路 T トランス N1 1次巻線 N2 2次巻線 N3 3次巻線 Q1 スイッチングトランジスタ Q2 制御用のトランジスタ DZ2、R10 定電流回路を構成する定電圧ダイオー
ドと抵抗 R1 電流検出手段としての抵抗 R2 起動回路としての抵抗 R4、C3 信号帰還回路を構成する抵抗とコンデ
ンサ PH1、PH2 フォトカプラの発光素子と受光素子1a, 1b Input terminal 2a, 2b Output terminal 3 Constant current circuit T Transformer N1 Primary winding N2 Secondary winding N3 Tertiary winding Q1 Switching transistor Q2 Controlling transistor DZ2, R10 Constant voltage constituting constant current circuit Diode and resistance R1 Resistance as current detection means R2 Resistance as starting circuit R4, C3 Resistance and capacitor constituting signal feedback circuit PH1, PH2 Light-emitting element and light-receiving element of photocoupler
Claims (1)
を直列に接続し、該インダクタンス部品に発生する電圧
を該スイッチング素子にフィードバックして自励発振を
行わせる自励式スイッチング電源回路において、 該スイッチング素子の主電流路に直列接続され、該スイ
ッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段、 該スイッチング素子の制御端子に接続され、該電流検出
手段からの信号に応じて該スイッチング素子の制御端子
に入力される信号を制限する制御手段、 回路の入力端子に接続され、回路の入力電圧で該スイッ
チング素子に順方向バイアスを与えるための第1の抵抗
素子よりなる起動回路、並びに、該起動回路と入力端子
との間に接続された定電圧ダイオード及び該起動回路と
該スイッチング素子の制御端子との間に接続された第2
の抵抗素子よりなる定電流回路、を具備することを特徴
とする自励式スイッチング電源回路。1. A self-excited switching power supply circuit in which an inductance component and a switching element are connected in series, and a voltage generated in the inductance component is fed back to the switching element to perform self-excited oscillation. Current detecting means connected in series to a path and detecting a current flowing through the switching element; a signal connected to a control terminal of the switching element and input to a control terminal of the switching element in response to a signal from the current detecting means A first resistor connected to the input terminal of the circuit for applying a forward bias to the switching element with the input voltage of the circuit.
Starting circuit comprising elements, and the starting circuit and input terminal
And a second constant voltage diode connected between the starting circuit and the control terminal of the switching element .
A self-excited switching power supply circuit, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27745696A JP3155715B2 (en) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Self-excited switching power supply circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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JP27745696A JP3155715B2 (en) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Self-excited switching power supply circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10108462A JPH10108462A (en) | 1998-04-24 |
JP3155715B2 true JP3155715B2 (en) | 2001-04-16 |
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ID=17583845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27745696A Expired - Lifetime JP3155715B2 (en) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Self-excited switching power supply circuit |
Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101866580A (en) * | 2010-06-21 | 2010-10-20 | 旭曜科技股份有限公司 | Transformer |
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JP5408161B2 (en) * | 2011-03-11 | 2014-02-05 | Smk株式会社 | Self-excited switching power supply circuit |
CN103248238A (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-14 | 广州金升阳科技有限公司 | Ringing choke converter |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP27745696A patent/JP3155715B2/en not_active Expired - Lifetime
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CN101866580A (en) * | 2010-06-21 | 2010-10-20 | 旭曜科技股份有限公司 | Transformer |
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