JP3161514B2 - DC power supply - Google Patents

DC power supply

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JP3161514B2
JP3161514B2 JP22392497A JP22392497A JP3161514B2 JP 3161514 B2 JP3161514 B2 JP 3161514B2 JP 22392497 A JP22392497 A JP 22392497A JP 22392497 A JP22392497 A JP 22392497A JP 3161514 B2 JP3161514 B2 JP 3161514B2
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瑞木 宇津野
研吾 木村
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Sanken Electric Co Ltd
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、軽負荷時において
も高安定なスイッチング制御が可能な直流電源装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC power supply capable of performing highly stable switching control even under a light load.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の直流電源装置は、例えば図4に示
すように、バッテリ又は整流回路等の直流電源が接続さ
れる直流入力端子1、2と、直流入力端子1、2間に接
続された入力平滑コンデンサ3と、1次〜3次巻線4a
〜4cを有するトランス4と、入力平滑コンデンサ3の
両端に直列接続されたトランス4の1次巻線4a及びス
イッチング素子としてのMOS-FET5と、トランス
4の2次巻線4bに整流用ダイオード6及び出力平滑コ
ンデンサ7から成る整流平滑回路8を介して接続される
負荷9と、負荷9の電圧を検出して帰還制御信号VFB
生成する出力電圧検出手段としての出力電圧検出回路1
0と、MOS-FET5と直列に接続されかつMOS-F
ET5に流れる電流をそれに対応する電圧として検出す
る電流検出手段としての電流検出用抵抗11と、フォト
カプラ12の発光部12a及び受光部12bを介して帰還
信号入力端子13aに入力される出力電圧検出回路10
の帰還制御信号VFBと電流検出信号入力端子13bに入
力される電流検出用抵抗11の電流検出信号VISに基づ
いて制御信号出力端子13dからMOS-FET5のゲー
ト端子(制御端子)に付与するオン幅可変・オフ幅一定
の制御パルス信号VGを出力する制御回路13とを備え
ている。制御回路13は、制御信号出力端子13dから
出力される制御パルス信号VGのオン幅を帰還制御信号
FB及び電流検出信号VISに基づいて可変することによ
り、MOS-FET5をオン・オフ制御して負荷9に供
給する直流出力電圧VOUTを一定値に制御する。また、
図4に示す直流電源装置では、正側(+側)の直流入力
端子1と制御回路13の電源端子13cとの間に接続さ
れた起動用抵抗14と、トランス4の3次巻線4cと整
流用ダイオード15と平滑コンデンサ16とから成りか
つ制御回路13の起動後に平滑コンデンサ16の両端か
ら制御回路13の電源端子13cに駆動用電力を供給す
る制御電源回路17と、MOS-FET5及び電流検出
用抵抗11の直列回路と並列に接続された電圧共振用コ
ンデンサ18とを備えている。なお、図4の直流電源装
置におけるMOS-FET5及び制御回路13は単一の
ICモジュールとして一体に形成されている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, for example, a conventional DC power supply device is connected between DC input terminals 1 and 2 to which a DC power supply such as a battery or a rectifier circuit is connected, and between the DC input terminals 1 and 2. Input smoothing capacitor 3 and primary to tertiary winding 4a
4c, a primary winding 4a and a MOS-FET 5 as a switching element of the transformer 4 connected in series to both ends of the input smoothing capacitor 3, and a rectifying diode 6 in the secondary winding 4b of the transformer 4. And a load 9 connected via a rectifying and smoothing circuit 8 comprising an output smoothing capacitor 7 and an output voltage detecting circuit 1 as an output voltage detecting means for detecting a voltage of the load 9 and generating a feedback control signal VFB.
0 and the MOS-F connected in series with the MOS-FET 5
A current detection resistor 11 as current detection means for detecting a current flowing through the ET 5 as a voltage corresponding thereto, and an output voltage detection input to a feedback signal input terminal 13a via a light emitting portion 12a and a light receiving portion 12b of the photocoupler 12. Circuit 10
Is applied from the control signal output terminal 13d to the gate terminal (control terminal) of the MOS-FET 5 based on the feedback control signal VFB and the current detection signal VIS of the current detection resistor 11 input to the current detection signal input terminal 13b. and a control circuit 13 for outputting an oN width variable and off a constant width of the control pulse signal V G. The control circuit 13 is controlled by varying the signal output ON width of the control pulse signal V G output from the terminal 13d on the basis of a feedback control signal V FB and the current detection signal V IS, the MOS-FET 5 off control To control the DC output voltage V OUT supplied to the load 9 to a constant value. Also,
In the DC power supply device shown in FIG. 4, the starting resistor 14 connected between the positive (+) DC input terminal 1 and the power supply terminal 13c of the control circuit 13, the tertiary winding 4c of the transformer 4, A control power supply circuit 17 comprising a rectifying diode 15 and a smoothing capacitor 16 and supplying drive power to the power supply terminal 13c of the control circuit 13 from both ends of the smoothing capacitor 16 after the control circuit 13 is started; a MOS-FET 5 and current detection And a voltage resonance capacitor 18 connected in parallel with the series circuit of the resistor 11. Note that the MOS-FET 5 and the control circuit 13 in the DC power supply device of FIG. 4 are integrally formed as a single IC module.

【0003】制御回路13は、電源端子13cに接続さ
れた制御回路用レギュレータ21と、帰還信号入力端子
13aに入力される帰還制御信号VFBに基づいてMOS-
FET5の制限電流値に対応する基準電圧VBを発生す
る定電流回路22及び抵抗23、24から成る基準電源
25と、制御回路用レギュレータ21の出力端子と電流
検出信号入力端子13bとの間に直列に接続された抵抗
26、27と、基準電源25の抵抗23、24の接続点
Bに接続された非反転入力端子28aの電圧値と抵抗2
6、27の接続点Aに接続された反転入力端子28bの
電圧値とを比較するコンパレータ28と、制御回路用レ
ギュレータ21からの出力信号によりMOS-FET5
のゲート端子に付与するオン幅可変・オフ幅一定の制御
パルス信号VGを発生する発振回路29と、発振回路2
9の出力端子から制御信号出力端子13dを介してMO
S-FET5のゲート端子に接続された駆動回路30
と、発振回路29の出力端子と接地端子13eとの間に
接続されかつコンパレータ28の比較出力端子28cか
らの出力信号によりオン状態となるトランジスタ31と
から構成されている。発振回路29は、抵抗32、3
3、ダイオード34、35、トランジスタ36、コンパ
レータ37とオフ期間設定用のコンデンサ38及び抵抗
39から成り、オフ期間設定用のコンデンサ38及び抵
抗39の時定数により出力される制御パルス信号VG
オフ幅が決定される。また、出力電圧検出回路10は、
図5に示すように、出力電圧入力端子10a、10b間に
接続された2つの分圧用抵抗41、42と、ベース端子
が分圧用抵抗41、42の接続点に接続されかつコレク
タ端子が検出出力端子10cに接続された誤差増幅用ト
ランジスタ43と、分圧用抵抗42及び誤差増幅用トラ
ンジスタ43のエミッタ端子間に接続された定電圧ダイ
オード44と、分圧用抵抗41及び誤差増幅用トランジ
スタ43のエミッタ端子間に接続された抵抗45とから
構成されている。
[0003] The control circuit 13 is controlled by a MOSFET 21 based on a control circuit regulator 21 connected to a power supply terminal 13c and a feedback control signal VFB input to a feedback signal input terminal 13a.
A reference power supply 25 consisting of the constant current circuit 22 and a resistor 23, 24 for generating a reference voltage V B corresponding to the limit current value of the FET 5, between the output terminal and the current detection signal input terminal 13b of the control circuit for the regulator 21 The voltage value of the non-inverting input terminal 28a connected to the connection point B between the resistances 26 and 27 connected in series and the resistances 23 and 24 of the reference power supply 25 and the resistance 2
A comparator 28 for comparing a voltage value of an inverting input terminal 28b connected to a connection point A between the MOS transistor 6 and the MOS-FET 5 based on an output signal from the control circuit regulator 21;
An oscillation circuit 29 for generating an ON width variable and off a constant width of the control pulse signal V G to be applied to the gate terminal of the oscillation circuit 2
9 through the control signal output terminal 13d.
Drive circuit 30 connected to the gate terminal of S-FET5
And a transistor 31 connected between the output terminal of the oscillation circuit 29 and the ground terminal 13e and turned on by an output signal from the comparison output terminal 28c of the comparator 28. The oscillation circuit 29 includes resistors 32, 3
3, diodes 34 and 35, transistor 36, comparator 37 and consists OFF period setting capacitor 38 and a resistor 39 for off of the control pulse signal V G which is output by the time constant of the capacitor 38 and a resistor 39 for off-period setting The width is determined. Further, the output voltage detection circuit 10
As shown in FIG. 5, two voltage dividing resistors 41 and 42 connected between the output voltage input terminals 10a and 10b, a base terminal is connected to a connection point of the voltage dividing resistors 41 and 42, and a collector terminal is a detection output. An error amplifying transistor 43 connected to the terminal 10c; a constant voltage diode 44 connected between the voltage dividing resistor 42 and the emitter terminal of the error amplifying transistor 43; an emitter terminal of the voltage dividing resistor 41 and the error amplifying transistor 43 And a resistor 45 connected therebetween.

【0004】上記の構成において、図示しない直流電源
からの直流電力が直流入力端子1、2より入力平滑コン
デンサ3を介して供給されると、起動用抵抗14を介し
て制御電源回路17の平滑コンデンサ16が充電される
と共に制御回路13の電源端子13cに電圧が印加さ
れ、制御回路13内の制御回路用レギュレータ21が動
作を開始する。制御電源回路17の平滑コンデンサ16
の充電電圧が所定値に達して制御回路13内の制御回路
用レギュレータ21から安定化された直流電圧が出力さ
れると、発振回路29が動作を開始し、駆動回路30を
通して制御信号出力端子13dよりMOS-FET5のゲ
ート端子に制御パルス信号VGが付与され、MOS-FE
T5がオン・オフ動作を開始する。このときに発振回路
29内のコンパレータ37の非反転入力端子(+端子)
及び反転入力端子(−端子)にそれぞれ入力される信号
D、VEの電圧波形を図6(A)に示す。信号VDの電圧
が高レベル(6.5V)から低レベル(3.5V)に降下
すると、信号VEの電圧がオフ期間設定用のコンデンサ
38及び抵抗39の時定数で高レベル(5.0V)から
緩やかに降下して行く。信号VEの電圧が低レベル(3.
5V)まで降下すると、信号VDの電圧が低レベル(3.
5V)から高レベル(6.5V)に復帰する。以上の動
作の繰り返しにより、発振回路29内のコンパレータ3
7の出力端子から駆動回路30を通して出力されるオン
幅可変・オフ幅一定の制御パルス信号VGが形成され
る。MOS-FET5のオン・オフ動作により、トラン
ス4の1次巻線4aに入力平滑コンデンサ3の両端の電
圧が断続的に印加され、1次巻線4aに交流電圧が発生
する。トランス4の1次巻線4aに発生した交流電圧に
より、2次巻線4bに降圧又は昇圧された交流電圧が誘
起される。これと同時に、トランス4の3次巻線4cに
も交流電圧が誘起され、この交流電圧は制御電源回路1
8の整流用ダイオード15及び平滑コンデンサ16によ
り整流及び平滑され、起動時以降は電源端子13cを通
して制御回路13内の制御回路用レギュレータ21に直
流電圧が供給される。トランス4の2次巻線4bに誘起
された交流電圧は、整流平滑回路8の整流用ダイオード
6及び出力平滑コンデンサ7により整流及び平滑され、
負荷9に降圧又は昇圧された直流出力電圧VOUTが供給
される。
In the above configuration, when DC power from a DC power supply (not shown) is supplied from the DC input terminals 1 and 2 via the input smoothing capacitor 3, the smoothing capacitor of the control power supply circuit 17 is connected via the starting resistor 14. 16 is charged and a voltage is applied to the power supply terminal 13c of the control circuit 13, and the control circuit regulator 21 in the control circuit 13 starts operating. Smoothing capacitor 16 of control power supply circuit 17
When the stabilized voltage is output from the control circuit regulator 21 in the control circuit 13 when the charging voltage of the control circuit 13 reaches a predetermined value, the oscillation circuit 29 starts operating, and the control signal output terminal 13 d more control pulse signal V G to the gate terminal of the MOS-FET 5 is given, MOS-FE
T5 starts the on / off operation. At this time, the non-inverting input terminal (+ terminal) of the comparator 37 in the oscillation circuit 29
And an inverting input terminal - indicating signals are input to (terminal) V D, the voltage waveform of the V E in FIG. 6 (A). When the voltage of the signal V D falls from the high level (6.5V) to low level (3.5 V), constant at high levels when the signal V voltage capacitor 38 and a resistor for the OFF period setting E 39 (5. 0V). Voltage signal V E is low (3.
When drops to 5V), the voltage of the signal V D is low (3.
5V) to a high level (6.5V). By repeating the above operation, the comparator 3 in the oscillation circuit 29
ON width is output through the drive circuit 30 from 7 output terminal of the variable-off constant width of the control pulse signal V G is formed. By the ON / OFF operation of the MOS-FET 5, the voltage across the input smoothing capacitor 3 is intermittently applied to the primary winding 4a of the transformer 4, and an AC voltage is generated in the primary winding 4a. The AC voltage generated in the primary winding 4a of the transformer 4 induces a stepped-down or boosted AC voltage in the secondary winding 4b. At the same time, an AC voltage is also induced in the tertiary winding 4c of the transformer 4, and this AC voltage is applied to the control power supply circuit 1
8 is rectified and smoothed by the rectifying diode 15 and the smoothing capacitor 16, and after the start-up, a DC voltage is supplied to the control circuit regulator 21 in the control circuit 13 through the power supply terminal 13c. The AC voltage induced in the secondary winding 4b of the transformer 4 is rectified and smoothed by the rectifying diode 6 and the output smoothing capacitor 7 of the rectifying and smoothing circuit 8,
The step-down or step-up DC output voltage V OUT is supplied to the load 9.

【0005】負荷9の両端の直流出力電圧VOUTは、出
力電圧検出回路10の2つの分圧用抵抗41、42によ
り分圧され、その分圧点の電圧が誤差増幅用トランジス
タ43のベース端子に入力され、誤差増幅用トランジス
タ43のエミッタ端子に接続された定電圧ダイオード4
4の電圧と分圧用抵抗41、42の分圧点の電圧との差
に対応する電圧が誤差増幅用トランジスタ43のコレク
タ端子に発生する。これにより、誤差増幅用トランジス
タ43のコレクタ端子の電圧に応じて検出出力端子10
cに接続されたフォトカプラ12の発光部12aが発光し
て受光部12bに電流が流れ、受光部12bの出力が帰還
制御信号VFBとして制御回路13の帰還信号入力端子1
3aに入力される。帰還信号入力端子13aに入力される
帰還制御信号VFBにより基準電源25の定電流回路22
が駆動され、帰還制御信号VFBに基づいて抵抗23、2
4の接続点Bに図6(B)に示すようなMOS-FET5
の制限電流値に対応する基準電圧VBが発生する。一
方、図6(C)に示すMOS-FET5に流れる電流I
Dは、電流検出用抵抗11によりその電流に対応した電
圧として検出され、この電流検出信号VISは制御回路1
3の電流検出信号入力端子13bに入力される。このと
き、制御回路用レギュレータ21の出力端子と電流検出
信号入力端子13bとの間に直列に接続された抵抗2
6、27の接続点Aには図6(B)に示す電圧VAが発生
する。図6(B)に示す電圧VAはコンパレータ28の反
転入力端子28bに入力され、非反転入力端子28aに入
力される基準電圧VBと比較される。図6(C)に示すM
OS-FET5に流れる電流IDが増加し、図6(B)に示
す電圧VAが基準電圧VBより低くなると、コンパレータ
28の比較出力端子28cからトランジスタ31のベー
ス端子に出力信号が送出され、トランジスタ31がオン
状態となる。このとき、発振回路29から駆動回路30
を介して出力される制御パルス信号VGが低レベルとな
り、MOS-FET5がオフ状態となる。これにより、
MOS-FET3に流れる電流IDが制限され、MOS-
FET5の過電流保護が可能となる。また、このときに
発振回路29から駆動回路30を介してMOS-FET
5のゲート端子に付与される制御パルス信号VGの電圧
波形を図6(D)に示す。
The DC output voltage V OUT at both ends of the load 9 is divided by two voltage dividing resistors 41 and 42 of the output voltage detecting circuit 10, and the voltage at the voltage dividing point is applied to the base terminal of the error amplifying transistor 43. The constant voltage diode 4 which is inputted and connected to the emitter terminal of the error amplifying transistor 43
A voltage corresponding to the difference between the voltage of V.4 and the voltage at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors 41 and 42 is generated at the collector terminal of the error amplifying transistor 43. As a result, the detection output terminal 10 is changed according to the voltage of the collector terminal of the error amplifying transistor 43.
The light-emitting portion 12a of the photocoupler 12 connected to the light-emitting portion 12c emits light and a current flows through the light-receiving portion 12b, and the output of the light-receiving portion 12b is used as a feedback control signal VFB as a feedback signal input terminal
Input to 3a. The constant current circuit 22 of the reference power supply 25 is generated by the feedback control signal VFB input to the feedback signal input terminal 13a.
Is driven, and the resistors 23, 2 based on the feedback control signal V FB.
The MOS-FET 5 as shown in FIG.
Limit current value reference voltage V B corresponding to occur in. On the other hand, the current I flowing through the MOS-FET 5 shown in FIG.
D is detected by the current detection resistor 11 as a voltage corresponding to the current, and the current detection signal V IS
3 is input to the current detection signal input terminal 13b. At this time, the resistor 2 connected in series between the output terminal of the control circuit regulator 21 and the current detection signal input terminal 13b.
A voltage VA shown in FIG. 6B is generated at a connection point A between the terminals 6 and 27. Voltage V A shown in FIG. 6 (B) is input to the inverting input terminal 28b of the comparator 28 is compared with a reference voltage V B which is input to the non-inverting input terminal 28a. M shown in FIG.
Increased current I D flowing through the OS-FET 5, the voltage V A shown in FIG. 6 (B) is lower than the reference voltage V B, the output signal to the base terminal of the transistor 31 is sent from the comparison output terminal 28c of the comparator 28 , The transistor 31 is turned on. At this time, the driving circuit 30
Control pulse signal V G which is output via a becomes low level, MOS-FET 5 is turned off. This allows
The current ID flowing to the MOS-FET 3 is limited,
The overcurrent protection of the FET 5 becomes possible. At this time, the MOS-FET is supplied from the oscillation circuit 29 through the drive circuit 30.
5 the voltage waveform of the control pulse signal V G applied to the gate terminal of FIG. 6 (D).

【0006】負荷9が軽負荷状態となり、負荷9のイン
ピーダンスが高くなると、出力電圧検出回路10の分圧
用抵抗41、42の分圧点の電圧が高くなり、検出出力
端子10cの出力電圧が上昇するので、フォトカプラ1
2の発光部12aの光強度が増加して受光部12bに流れ
る電流が増加し、帰還制御信号VFBの電圧が上昇する。
このため、抵抗23、24の接続点Bにおける基準電圧
Bが上昇し、図7(A)に示すように抵抗26、27の
接続点Aにおける電圧VAが基準電圧VBのレベルに降下
するまでの時間が短くなる。したがって、図7(C)に示
すように発振回路29から駆動回路30を通してMOS
-FET5のゲート端子に付与される制御パルス信号VG
のパルス幅が狭くなり、MOS-FET5に流れる電流
Dの時間幅が図7(B)に示すように狭くなる。このた
め、MOS-FET5に流れる電流IDの最大値が小さく
なる。これとは逆に、負荷9のインピーダンスが低くな
ると、前記の動作と逆の動作が行われ、発振回路29か
ら駆動回路30を通してMOS-FET5のゲート端子
に付与される制御パルス信号VGのパルス幅が広くな
る。このため、MOS-FET5に流れる電流IDの最大
値が大きくなる。以上により、負荷9の電圧又はインピ
ーダンスの変動に応じて発振回路29から駆動回路30
を通してMOS-FET5のゲート端子に付与する制御
パルス信号VGのパルス幅が制御されると共にMOS-F
ET5に流れる電流IDの最大値が制御され、負荷9に
供給される直流出力電圧VOUTが一定値に制御される。
When the load 9 enters a light load state and the impedance of the load 9 increases, the voltage at the voltage dividing points of the voltage dividing resistors 41 and 42 of the output voltage detecting circuit 10 increases, and the output voltage of the detection output terminal 10c increases. The photo coupler 1
The light intensity of the second light emitting unit 12a increases, the current flowing to the light receiving unit 12b increases, and the voltage of the feedback control signal VFB increases.
Descent Therefore, the reference voltage V B at the connection point B of the resistors 23 and 24 is increased, the level of the voltage V A is the reference voltage V B at the connection point A of the resistors 26, 27 as shown in FIG. 7 (A) The time to do it is shorter. Therefore, as shown in FIG.
-Control pulse signal V G applied to the gate terminal of FET5
Is narrowed, and the time width of the current ID flowing through the MOS-FET 5 is narrowed as shown in FIG. For this reason, the maximum value of the current ID flowing through the MOS-FET 5 decreases. Conversely, when the impedance of the load 9 is lowered, the operation and reverse operation is performed, a pulse of the control pulse signal V G applied to the gate terminal of the MOS-FET 5 through the drive circuit 30 from the oscillation circuit 29 Wider. Therefore, the maximum value of the current ID flowing through the MOS-FET 5 increases. As described above, the oscillation circuit 29 changes the driving circuit 30 according to the fluctuation of the voltage or the impedance of the load 9.
MOS-F with the pulse width of the control pulse signal V G to be applied to the gate terminal of the MOS-FET 5 is controlled through
The maximum value of the current ID flowing through the ET 5 is controlled, and the DC output voltage V OUT supplied to the load 9 is controlled to a constant value.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示す
従来の直流電源装置では、負荷9が軽負荷状態でMOS
-FET5に流れる電流IDの最大値が小さい場合、図7
(B)に示すようにMOS-FET5のターンオン時に発
生するスパイク状のサージ電流がMOS-FET5に流
れる電流IDに重畳され、このサージ電流による抵抗2
6、27の接続点Aにおける電圧VAの最小値が図7
(A)に示すように基準電源25の抵抗23、24の接続
点Bにおける基準電圧VBのレベルと同等か若しくはそ
れ以下になることがある。このため、コンパレータ28
がサージ電流を検出して図7(C)に示すように制御パル
ス信号VGが瞬時的に高レベルになり、MOS-FET5
が瞬時的にターンオンする場合がある。したがって、負
荷9が軽負荷状態の場合、サージ電流によりコンパレー
タ28が誤動作してMOS-FET5のスイッチング制
御が不安定になる欠点があった。
By the way, in the conventional DC power supply device shown in FIG.
If the maximum value of the current I D flowing through the -FET5 small, 7
As shown in (B), a spike-shaped surge current generated when the MOS-FET 5 is turned on is superimposed on the current ID flowing through the MOS-FET 5, and the resistance 2
Minimum value of the voltage V A at the connection point A of 6,27 Figure 7
It may become level equal to or below it and the reference voltage V B at the connection point B of the resistors 23 and 24 of the reference power supply 25 as shown in (A). Therefore, the comparator 28
There control pulse signal V G as shown in FIG. 7 (C) becomes instantaneously higher level by detecting the surge current, MOS-FET 5
May turn on instantaneously. Therefore, when the load 9 is in a light load state, there is a disadvantage that the comparator 28 malfunctions due to the surge current and the switching control of the MOS-FET 5 becomes unstable.

【0008】そこで、本発明では軽負荷時においても高
安定なスイッチング制御が可能な直流電源装置を提供す
ることを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a DC power supply capable of performing highly stable switching control even under a light load.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による直流電源装
置は、直流電源と、複数の巻線を有するトランス(4)
と、直流電源の両端に直列接続されたトランス(4)の1
次巻線(4a)及びスイッチング素子(5)と、トランス(4)の
2次巻線(4b)に整流平滑回路(8)を介して接続される負
荷(9)と、負荷(9)の電圧を検出して帰還制御信号(VFB)
を生成する出力電圧検出手段(10)と、スイッチング素子
(5)に流れる電流をそれに対応する電圧値として検出す
る電流検出手段(11)と、出力電圧検出手段(10)の帰還制
御信号(VFB)及び電流検出手段(11)の検出信号(VIS)を
入力してスイッチング素子(5)の制御端子に付与するオ
ン・オフ制御信号を出力する制御回路(13)とを備えてい
る。制御回路(13)のオン・オフ制御信号によりスイッチ
ング素子(5)をオン・オフ制御して負荷(9)に供給する直
流出力電圧を一定値に制御する。制御回路(13)は、コン
デンサ(52)を含み且つ出力電圧検出手段(10)の帰還制御
信号(VFB)を入力してコンデンサ(52)への充電電流を制
御することによりコンデンサ(52)の充電電圧を可変する
基準信号発生回路(55)と、基準信号発生回路(55)のコン
デンサ(52)の充電電圧値と電流検出手段(11)の電圧値
(VIS)とを比較する第1の比較手段(51a, 51c)と、スイ
ッチング素子(5)の制限電流値を決定する電圧を発生す
る基準電源(25)と、基準電源(25)の電圧値と電流検出手
段(11)の電圧値(VIS)とを比較する第2の比較手段(51
b, 51c)とを有する。帰還制御信号(VFB)があるとき
に、第1の比較手段(51a, 51c)の比較出力信号によりス
イッチング素子(5)に流れる電流の最大値を制御して負
荷(9)に供給される直流出力電圧を一定値に制御する。
過負荷時又は出力短絡時において、出力電圧検出手段(1
0)の帰還制御信号(VFB)が無いときに、第2の比較手段
(51b, 51c)の比較出力信号によりスイッチング素子(5)
に流れる電流を一定値に制限する。本発明の実施の形態
では、第1の比較手段(51a, 51c)及び第2の比較手段(5
1b, 51c)を同一の比較素子(51)内に設けられる。
A DC power supply according to the present invention comprises a DC power supply and a transformer having a plurality of windings.
And one of the transformers (4) connected in series at both ends of the DC power supply.
A secondary winding (4a) and a switching element (5), a load (9) connected to a secondary winding (4b) of a transformer (4) through a rectifying and smoothing circuit (8), and a load (9). Voltage is detected and feedback control signal (V FB )
Output voltage detection means (10) for generating
(5) a current detecting means (11) for detecting a current flowing as a corresponding voltage value, a feedback control signal (V FB ) of the output voltage detecting means (10) and a detection signal (V) of the current detecting means (11). IS ) to output an on / off control signal to be applied to the control terminal of the switching element (5). The switching element (5) is turned on / off by an on / off control signal of the control circuit (13) to control the DC output voltage supplied to the load (9) to a constant value. The control circuit (13) includes a capacitor (52) and receives a feedback control signal (V FB ) of the output voltage detecting means (10) to control a charging current to the capacitor (52), thereby controlling the capacitor (52). A reference signal generating circuit (55) for varying the charging voltage of the capacitor, a charging voltage value of the capacitor (52) of the reference signal generating circuit (55) and a voltage value of the current detecting means (11).
(V IS ), a first comparing means (51a, 51c), a reference power supply (25) for generating a voltage for determining a limiting current value of the switching element (5), and a voltage of the reference power supply (25). Second comparing means (51) for comparing the current value with the voltage value (V IS ) of the current detecting means (11).
b, 51c). When the feedback control signal (V FB ) is present, the maximum value of the current flowing through the switching element (5) is controlled by the comparison output signal of the first comparing means (51a, 51c) and supplied to the load (9). Control the DC output voltage to a constant value.
At the time of overload or output short circuit, the output voltage detection means (1
0) when there is no feedback control signal (V FB )
Switching element (5) by comparison output signal of (51b, 51c)
The current flowing through is limited to a constant value. In the embodiment of the present invention, the first comparing means (51a, 51c) and the second comparing means (5
1b, 51c) are provided in the same comparison element (51).

【0010】スイッチング素子(5)のオン・オフ動作に
より負荷(9)に印加される出力電圧は、出力電圧検出手
段(10)により検出されると共に、帰還制御信号(VFB)と
して制御回路(13)内の基準信号発生回路(55)に印加され
る。帰還制御信号(VFB)を基準信号発生回路(55)に入力
することによりコンデンサ(52)への充電電流を制御し、
コンデンサ(52)の充電電圧が可変される。一方、スイッ
チング素子(5)のオン・オフ動作によりスイッチング素
子(5)に流れる電流は電流検出手段(11)によりそれに対
応する電圧値(VIS)として検出される。基準信号発生回
路(55)のコンデンサ(52)の充電電圧は負荷(9)の状態に
応じて可変となり、基準信号発生回路(55)のコンデンサ
(52)の充電電圧値及び電流検出手段(11)の電圧値(VIS)
は第1の比較手段(51a, 51c)により比較され、その比較
出力信号によりスイッチング素子(5)に流れる電流の最
大値が制御され、負荷(9)に供給される直流出力電圧が
一定値に制御される。従って、負荷(9)の軽負荷状態で
のサージ電流によるスイッチング素子(5)の誤動作を防
止でき、軽負荷時でも高安定なスイッチング制御が可能
となる。また、負荷(9)が過負荷状態又は出力が短絡状
態で出力電圧検出手段(10)の帰還制御信号(VFB)が無い
場合は、スイッチング素子(5)の制限電流値に対応する
基準電源(25)の電圧値及び電流検出手段(11)の電圧値
(VIS)が第2の比較手段(51b, 51c)により比較され、そ
の比較出力信号によりスイッチング素子(5)に流れる電
流が一定値に制限されるので、過負荷時又は出力短絡時
でもスイッチング素子(5)に流れる電流を一定値に制限
することができる。
The output voltage applied to the load (9) by the on / off operation of the switching element (5) is detected by the output voltage detecting means (10), and is output as a feedback control signal (V FB ) to the control circuit (V FB ). 13) is applied to the reference signal generation circuit (55). The charging current to the capacitor (52) is controlled by inputting the feedback control signal (V FB ) to the reference signal generation circuit (55),
The charging voltage of the capacitor (52) is varied. On the other hand, the current flowing through the switching element (5) due to the on / off operation of the switching element (5) is detected by the current detecting means (11) as a voltage value (V IS ) corresponding thereto. The charging voltage of the capacitor (52) of the reference signal generating circuit (55) is variable according to the state of the load (9), and the charging voltage of the capacitor of the reference signal generating circuit (55) is changed.
(52) charging voltage value and current detecting means (11) voltage value (V IS )
Are compared by the first comparing means (51a, 51c), the maximum value of the current flowing through the switching element (5) is controlled by the comparison output signal, and the DC output voltage supplied to the load (9) becomes constant. Controlled. Therefore, it is possible to prevent the switching element (5) from malfunctioning due to a surge current in a light load state of the load (9), and to perform highly stable switching control even under a light load. If the load (9) is overloaded or the output is short-circuited and there is no feedback control signal (V FB ) of the output voltage detecting means (10), the reference power supply corresponding to the limited current value of the switching element (5) is used. (25) voltage value and current detection means (11) voltage value
(V IS ) is compared by the second comparing means (51b, 51c), and the current flowing through the switching element (5) is limited to a constant value by the comparison output signal. The current flowing through the element (5) can be limited to a constant value.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明による直流電源装置
の一実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。但し、
図1では図4に示す箇所と実質的に同一の部分には同一
の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態の直流
電源装置は、図1に示すように、図4に示す直流電源装
置における非反転入力端子28a、反転入力端子28b及
び比較出力端子28cを有する二信号入力型のコンパレ
ータ28を第1の非反転入力端子51a、第2の非反転
入力端子51b、反転入力端子51c及び比較出力端子5
1dを有する三信号入力型のコンパレータ(比較素子)
51に変更し、抵抗23、24の接続点をコンパレータ
51の第2の非反転入力端子51bに接続し、定電流回
路22を構成する定電流出力側(図面右側)のトランジ
スタのコレクタ端子と制御回路13の接地端子13eと
の間にコンデンサ52を接続し、定電流回路22の右側
のトランジスタのコレクタ端子とコンデンサ52との接
続点をコンパレータ51の第1の非反転入力端子51a
に接続し、コンデンサ52と並列にトランジスタ53を
接続し、トランジスタ31のコレクタ端子とトランジス
タ53のベース端子との間に反転増幅器54を接続した
ものである。図1において、定電流回路22及びコンデ
ンサ52は制御回路13の帰還信号入力端子13aに入
力される帰還制御信号VFBに基づいて定電流回路22の
定電流出力を変化させてコンデンサ52への充電電流を
制御することによりコンデンサ52の充電電圧を可変す
る基準信号発生回路55を構成し、抵抗23、24はM
OS-FET5の制限電流値に対応する電圧を発生する
基準電源を構成する。また、三信号入力型のコンパレー
タ51内には、第1の非反転入力端子51aに入力され
る基準信号発生回路55のコンデンサ52の充電電圧値
及び反転入力端子51cに入力される抵抗26、27の
接続点の電圧値を比較する第1の比較手段と、第2の非
反転入力端子51bに入力される抵抗23、24の接続
点の電圧値及び反転入力端子51cに入力される抵抗2
6、27の接続点の電圧値を比較する第2の比較手段と
が設けられている。その他の構成は、図4に示す直流電
源装置と略同様である。なお、図1に示す出力電圧検出
回路10の内部構成は、先述の図5に示す出力電圧検出
回路10の内部構成と略同様であるので説明は省略す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a DC power supply according to the present invention will be described below with reference to FIGS. However,
In FIG. 1, portions substantially the same as the portions shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown in FIG. 1, the DC power supply of the present embodiment includes a two-signal input type comparator 28 having a non-inverting input terminal 28a, an inverting input terminal 28b, and a comparison output terminal 28c in the DC power supply shown in FIG. 1 non-inverting input terminal 51a, second non-inverting input terminal 51b, inverting input terminal 51c, and comparison output terminal 5
Three-signal input type comparator having 1d (comparative element)
51, the connection point of the resistors 23 and 24 is connected to the second non-inverting input terminal 51b of the comparator 51, and the collector terminal of the transistor on the constant current output side (right side in the drawing) constituting the constant current circuit 22 is controlled. A capacitor 52 is connected between the ground terminal 13 e of the circuit 13 and a connection point between the collector terminal of the transistor on the right side of the constant current circuit 22 and the capacitor 52 is connected to a first non-inverting input terminal 51 a of the comparator 51.
, A transistor 53 is connected in parallel with the capacitor 52, and an inverting amplifier 54 is connected between the collector terminal of the transistor 31 and the base terminal of the transistor 53. In FIG. 1, the constant current circuit 22 and the capacitor 52 charge the capacitor 52 by changing the constant current output of the constant current circuit 22 based on the feedback control signal VFB input to the feedback signal input terminal 13a of the control circuit 13. A reference signal generating circuit 55 for varying the charging voltage of the capacitor 52 by controlling the current is provided.
The reference power source generates a voltage corresponding to the current limit value of the OS-FET 5. Also, in the three-signal input type comparator 51, the charging voltage value of the capacitor 52 of the reference signal generating circuit 55 input to the first non-inverting input terminal 51a and the resistors 26, 27 input to the inverting input terminal 51c are provided. The first comparing means for comparing the voltage value at the connection point of the first and second resistors, the voltage value at the connection point of the resistors 23 and 24 inputted to the second non-inverting input terminal 51b and the resistance 2 inputted to the inverting input terminal 51c.
Second comparing means for comparing the voltage values at the connection points 6 and 27 is provided. Other configurations are substantially the same as those of the DC power supply device shown in FIG. The internal configuration of the output voltage detection circuit 10 shown in FIG. 1 is substantially the same as the internal configuration of the output voltage detection circuit 10 shown in FIG.

【0012】次に、図1に示す直流電源装置の動作につ
いて説明する。主回路の基本的な動作は先述の図4に示
す直流電源装置の動作と略同様であるので、詳細な説明
は省略する。図1に示す回路において、制御回路13か
らMOS-FET5のゲート端子に制御パルス信号VG
付与され、MOS-FET5がオン・オフ動作を開始す
ると、トランス4及び整流平滑回路8を介して負荷9に
直流出力電圧VOUTが供給される。負荷9に供給される
直流出力電圧VOUTは出力電圧検出回路10により検出
され、帰還制御信号VFBとしてフォトカプラ12から制
御回路13の帰還信号入力端子13aを介して基準信号
発生回路55の定電流回路22に入力される。定電流回
路22は、帰還制御信号VFBに基づいて定電流出力を変
化させてコンデンサ52に流れる充電電流を制御するこ
とにより、コンデンサ52の充電電圧を可変する。この
とき、定電流回路22に接続されたトランジスタ53の
コレクタ端子とコンデンサ52との接続点Cの電圧VC
が図2(A)に示すように緩やかな傾斜で上昇する。一
方、MOS-FET5のターンオン時には、トランス4
の各巻線4a〜4cの浮遊容量、電圧共振用コンデンサ1
8の放電電流、整流平滑回路8を構成する整流用ダイオ
ード6のリカバリ電流等により図2(B)に示すようにス
パイク状のサージ電流が発生し、このサージ電流がMO
S-FET5に流れる電流IDに重畳される。この電流I
Dは、電流検出用抵抗11により電流IDに対応する電圧
として検出され、電流検出信号VISとして制御回路13
の電流検出信号入力端子13bに入力され、抵抗26、
27の接続点Aに図2(A)に示す電圧VAが発生する。
また、制御回路用レギュレータ21の出力端子と制御回
路13の接地端子13eとの間に直列接続された抵抗2
3、24の接続点Bには、図2(A)に示すようにMOS
-FET5の制限電流値に対応する電圧VBが発生する。
Next, the operation of the DC power supply shown in FIG. 1 will be described. Since the basic operation of the main circuit is substantially the same as the operation of the DC power supply device shown in FIG. 4 described above, detailed description will be omitted. In the circuit shown in FIG. 1, the control pulse signal V G from the control circuit 13 to the gate terminal of the MOS-FET 5 is given, when the MOS-FET 5 starts to on-off operation, the load via the transformer 4 and the rectifier smoothing circuit 8 9 is supplied with a DC output voltage V OUT . The DC output voltage V OUT supplied to the load 9 is detected by the output voltage detection circuit 10 and is used as a feedback control signal V FB by the reference signal generation circuit 55 from the photocoupler 12 via the feedback signal input terminal 13 a of the control circuit 13. It is input to the current circuit 22. The constant current circuit 22 varies the charging voltage of the capacitor 52 by controlling the charging current flowing through the capacitor 52 by changing the constant current output based on the feedback control signal VFB . At this time, the voltage V C at the connection point C between the collector terminal of the transistor 53 connected to the constant current circuit 22 and the capacitor 52
Rises at a gentle slope as shown in FIG. On the other hand, when the MOS-FET 5 is turned on, the transformer 4
Stray capacitance of each winding 4a-4c, capacitor 1 for voltage resonance
2B, a spike-shaped surge current is generated as shown in FIG. 2B by the discharge current of the rectifier diode 6 constituting the rectifier smoothing circuit 8 and the recovery current of the rectifier diode 6.
The current is superimposed on the current ID flowing through the S-FET 5. This current I
D is detected by the current detection resistor 11 as a voltage corresponding to the current ID , and is used as a current detection signal V IS by the control circuit 13.
Is input to the current detection signal input terminal 13b of the
A voltage VA shown in FIG.
A resistor 2 connected in series between the output terminal of the control circuit regulator 21 and the ground terminal 13 e of the control circuit 13.
As shown in FIG. 2A, a connection point B between
The voltage V B generated corresponding to the limit current value of -FET5.

【0013】接続点A、B、Cに発生する電圧VA
B、VCは、それぞれコンパレータ51の反転入力端子
51c、第2の非反転入力端子51b、第1の非反転入力
端子51aに入力される。第1の非反転入力端子51aに
入力される電圧VC及び反転入力端子51cに入力される
電圧VAはコンパレータ51内の第1の比較手段により
比較され、図2(B)に示すMOS-FET5に流れる電
流IDが増加して図2(A)の左側(通常負荷時)に示す
ように電圧VAが電圧VCより低くなると、コンパレータ
51の比較出力端子51dから高レベル(Hレベル)信
号が出力される。この出力信号によりトランジスタ31
がオン状態となり、発振回路29から駆動回路30を介
してMOS-FET5のゲート端子に付与される制御パ
ルス信号VGが図2(C)に示すように高レベル(Hレベ
ル)から低レベル(Lレベル)となる。このとき、図2
(B)に示すようにMOS-FET5に流れる電流IDが略
0となる。これと同時に、トランジスタ31のコレクタ
端子から反転増幅器54を介して基準信号発生回路55
のトランジスタ53のベース端子に付与される信号が高
レベルとなり、トランジスタ53がオン状態となる。こ
のとき、コンデンサ52に充電された電荷がトランジス
タ53を通して放電され、コンデンサ52の充電電圧が
略0Vとなるので、基準信号発生回路55の定電流回路
22の右側のトランジスタのコレクタ端子とコンデンサ
52との接続点Cの電圧VCが図2(A)の左側に示すよ
うに略0Vまで降下する。
The voltages V A generated at the connection points A, B, and C,
V B and V C are input to an inverting input terminal 51c, a second non-inverting input terminal 51b, and a first non-inverting input terminal 51a of the comparator 51, respectively. The voltage V C input to the first non-inverting input terminal 51a and the voltage VA input to the inverting input terminal 51c are compared by the first comparing means in the comparator 51, and the MOS- When the voltage V a as shown on the left side (normal load) of FET5 the increased current I D flowing through FIG 2 (a) is lower than the voltage V C, the high level (H level from the comparator output terminal 51d of the comparator 51 ) A signal is output. This output signal causes the transistor 31
There turned on, the high level as the control pulse signal V G applied to the gate terminal of the MOS-FET 5 via the drive circuit 30 from the oscillation circuit 29 is shown in FIG. 2 (C) (H level) from a low level ( L level). At this time, FIG.
As shown in (B), the current ID flowing through the MOS-FET 5 becomes substantially zero. At the same time, the reference signal generating circuit 55 is connected to the collector terminal of the transistor 31 via the inverting amplifier 54.
The signal applied to the base terminal of the transistor 53 becomes high level, and the transistor 53 is turned on. At this time, the charge charged in the capacitor 52 is discharged through the transistor 53, and the charged voltage of the capacitor 52 becomes substantially 0 V. Therefore, the collector terminal of the transistor on the right side of the constant current circuit 22 of the reference signal generation circuit 55, the capacitor 52, and voltage V C of the connection point C drops to approximately 0V as shown on the left side shown in FIG. 2 (a) of.

【0014】負荷9が過負荷状態又は負荷9間が略短絡
状態となり、負荷9のインピーダンスが極めて低くなる
と、負荷9に供給される直流出力電圧VOUTが略0Vと
なるので、出力電圧検出回路10からフォトカプラ12
の発光部12a及び受光部12bを介して制御回路13の
帰還信号入力端子13aに入力される帰還制御信号VFB
が略0となる。このため、基準信号発生回路55の定電
流回路22の右側のトランジスタのコレクタ端子とコン
デンサ52との接続点Cの電圧VCが図2(A)の右側
(過負荷時又は出力短絡時)に示すように略0Vとな
る。このとき、MOS-FET5に流れる電流IDにより
抵抗26、27の接続点Aに発生する電圧VAは、コン
パレータ51内の第2の比較手段により抵抗23、24
の接続点Bに発生するMOS-FET5の制限電流値に
対応する電圧VBと比較される。図2(B)の右側に示す
ようにMOS-FET5に流れる電流IDが増加して行
き、図2(A)の右側に示すように電圧VAが電圧VBのレ
ベルまで降下すると、コンパレータ51の比較出力端子
51dから高レベル信号が出力される。これにより、発
振回路29から駆動回路30を介してMOS-FET5
のゲート端子に付与される制御パルス信号VGが図2
(C)の右側に示すように高レベルから低レベルとなり、
MOS-FET5に流れる電流IDが図2(B)の右側に示
すように略0となる。
If the load 9 is overloaded or the load 9 is substantially short-circuited and the impedance of the load 9 becomes extremely low, the DC output voltage V OUT supplied to the load 9 becomes substantially 0 V. 10 to Photocoupler 12
The feedback control signal V FB input to the feedback signal input terminal 13a of the control circuit 13 via the light emitting unit 12a and the light receiving unit 12b
Becomes substantially zero. For this reason, the voltage V C at the connection point C between the collector terminal of the transistor on the right side of the constant current circuit 22 of the reference signal generation circuit 55 and the capacitor 52 changes to the right side of FIG. As shown in FIG. At this time, the voltage VA generated at the connection point A between the resistors 26 and 27 by the current ID flowing through the MOS-FET 5 is changed by the second comparing means in the comparator 51 to the resistors 23 and 24.
It is compared with the voltage V B corresponding to the limit current value of the MOS-FET 5 developing in a node B. Figure 2 (B) of the go current I D flowing through the MOS-FET 5 as shown on the right side is increased, when the voltage V A falls to a level of the voltage V B as shown on the right side of FIG. 2 (A), the comparator A high-level signal is output from the comparison output terminal 51d of 51. Thereby, the MOS-FET 5 is supplied from the oscillation circuit 29 through the drive circuit 30.
Figure 2 the control pulse signal V G which is granted to the gate terminal
From the high level to the low level as shown on the right side of (C),
The current ID flowing through the MOS-FET 5 becomes substantially zero as shown on the right side of FIG.

【0015】前記とは逆に、負荷9が軽負荷状態とな
り、負荷9のインピーダンスが高くなると、負荷9に供
給される直流出力電圧VOUTが通常より高くなるので、
出力電圧検出回路10からフォトカプラ12の発光部1
2a及び受光部12bを介して制御回路13の帰還信号入
力端子13aに入力される帰還制御信号VFBの電圧値が
先述の通常負荷時に比較して高くなる。これにより、基
準信号発生回路55の定電流回路22からコンデンサ5
2に流れる充電電流が増加してコンデンサ52の充電電
圧が高くなるので、定電流回路22の右側のトランジス
タのコレクタ端子とコンデンサ52との接続点Cの電圧
Cが図3(A)に示すように急峻な傾斜で上昇する。一
方、MOS-FET5のターンオン時に発生するサージ
電流が図3(B)に示すようにMOS-FET5に流れる
電流IDに重畳され、電流検出用抵抗11により電流ID
に対応する電圧が電流検出信号VISとして制御回路13
の電流検出信号入力端子13bに入力される。このと
き、抵抗26、27の接続点Aに図3(A)に示す電圧V
Aが発生し、コンパレータ51の反転入力端子51cに入
力される。この電圧VAは、コンパレータ51内の第1
の比較手段により第1の非反転入力端子51aに入力さ
れる電圧VCと比較され、図3(B)に示すMOS-FET
5に流れる電流IDが増加して図3(A)に示すように電
圧VAが電圧VCより低くなると、コンパレータ51の比
較出力端子51dから高レベル信号が出力される。この
出力信号によりトランジスタ31がオン状態となり、発
振回路29から駆動回路30を介してMOS-FET5
のゲート端子に付与される制御パルス信号VGが図3
(C)に示すように先述の通常負荷時より早く高レベルか
ら低レベルとなる。このとき、図3(B)に示すようにM
OS-FET5に流れる電流IDが略0となる。これと同
時に、トランジスタ31のコレクタ端子から反転増幅器
54を介して基準信号発生回路55のトランジスタ53
のベース端子に付与される信号によりトランジスタ53
がオン状態となり、コンデンサ52に充電された電荷が
トランジスタ53を通して放電される。これにより、コ
ンデンサ52の充電電圧が略0Vとなるので、基準信号
発生回路55の定電流回路22の右側のトランジスタの
コレクタ端子とコンデンサ52との接続点Cの電圧VC
が図3(A)に示すように略0Vまで降下する。
Conversely, when the load 9 is in a light load state and the impedance of the load 9 is high, the DC output voltage V OUT supplied to the load 9 becomes higher than usual.
From the output voltage detection circuit 10 to the light emitting portion 1 of the photocoupler 12
The voltage value of the feedback control signal V FB input to the feedback signal input terminal 13a of the control circuit 13 via the light receiving section 12a and the light receiving section 12b becomes higher than that at the time of the normal load described above. Thereby, the constant current circuit 22 of the reference signal generation circuit 55
Since the charging current flowing through the secondary becomes higher the charging voltage of the capacitor 52 increases, the voltage V C at the connection point C between the collector terminal and the capacitor 52 of the right transistor of the constant current circuit 22 shown in FIG. 3 (A) Rise with a steep slope. On the other hand, the surge current generated at the time of turning on the MOS-FET 5 is superimposed on the current I D flowing through the MOS-FET 5 as shown in FIG. 3 (B), the current I D by the current detecting resistor 11
Is the control circuit 13 as the current detection signal V IS
Is input to the current detection signal input terminal 13b. At this time, the voltage V shown in FIG.
A is generated and input to the inverting input terminal 51c of the comparator 51. This voltage VA is equal to the first voltage in the comparator 51.
Is compared with the voltage V C inputted to the first non-inverting input terminal 51a by the comparing means of FIG.
When 5 to increasing the current I D flowing through the voltage V A as shown in FIG. 3 (A) is lower than the voltage V C, the high level signal is outputted from the comparator output terminal 51d of the comparator 51. The transistor 31 is turned on by this output signal, and the MOS-FET 5 is turned on from the oscillation circuit 29 via the drive circuit 30.
Figure 3 control pulse signal V G which is granted to the gate terminal
As shown in (C), the level changes from the high level to the low level earlier than during the normal load. At this time, as shown in FIG.
The current ID flowing through the OS-FET 5 becomes substantially zero. At the same time, the transistor 53 of the reference signal generating circuit 55 is supplied from the collector terminal of the transistor 31 via the inverting amplifier 54.
The signal applied to the base terminal of the
Is turned on, and the electric charge charged in the capacitor 52 is discharged through the transistor 53. As a result, the charging voltage of the capacitor 52 becomes substantially 0 V, so that the voltage V C at the connection point C between the collector terminal of the transistor on the right side of the constant current circuit 22 of the reference signal generating circuit 55 and the capacitor 52.
Drops to about 0 V as shown in FIG.

【0016】本実施形態では、出力電圧検出回路10か
らの帰還制御信号VFBに基づいて制御回路13内の基準
信号発生回路55のコンデンサ52への充電電流が制御
され、コンデンサ52の充電電圧、即ち接続点Cの電圧
Cが可変される。接続点Cの電圧VCは、コンパレータ
51内の第1の比較手段にてMOS-FET5に流れる
電流IDの電流検出信号VISにより抵抗26、27の接
続点Aに発生する電圧VAと比較される。MOS-FET
5に流れる電流IDの増加により、接続点Aの電圧VA
接続点Cの電圧VCより低くなると、コンパレータ51
の比較出力端子51dから出力される第1の比較手段の
比較出力信号が高レベルとなり、MOS-FET5に流
れる電流IDが略0となる。これにより、MOS-FET
5に流れる電流IDの最大値が制御され、負荷9に供給
される直流出力電圧VOUTが一定値に制御される。した
がって、負荷9の状態に応じて可変される基準信号発生
回路55のコンデンサ52の充電電圧によりMOS-F
ET5に流れる電流IDの最大値が制御されるので、負
荷9が軽負荷状態の場合におけるサージ電流による制御
回路13内のコンパレータ51の誤動作を防止でき、軽
負荷時においても高安定なMOS-FET5のオン・オ
フ制御が可能となる。また、負荷9が過負荷状態又は負
荷9間が略短絡状態で出力電圧検出回路10からの帰還
制御信号VFBが略0である場合は、MOS-FET5の
制限電流値に対応する抵抗23、24の接続点Bの電圧
Bと抵抗26、27の接続点Aの電圧VAとがコンパレ
ータ51内の第2の比較手段により比較され、その比較
出力信号によりMOS-FET5に流れる電流IDが一定
値に制限されるので、過負荷時又は出力短絡時において
もMOS-FET5に流れる電流IDを一定値に制限する
ことが可能となる。
In this embodiment, the charging current to the capacitor 52 of the reference signal generating circuit 55 in the control circuit 13 is controlled based on the feedback control signal V FB from the output voltage detecting circuit 10, that voltage V C of the connection point C is varied. The voltage V C at the connection point C is equal to the voltage V A generated at the connection point A between the resistors 26 and 27 by the current detection signal V IS of the current ID flowing through the MOS-FET 5 by the first comparison means in the comparator 51. Be compared. MOS-FET
The increase in the current I D flowing to 5, when the voltage V A at the connection point A becomes lower than the voltage V C of the connection point C, the comparator 51
The comparison output signal of the first comparison means output from the comparison output terminal 51d becomes high level, and the current ID flowing through the MOS-FET 5 becomes substantially zero. With this, MOS-FET
The maximum value of the current I D flowing to 5 is controlled, the DC output voltage V OUT to be supplied to the load 9 is controlled to a constant value. Therefore, the MOS-F is controlled by the charging voltage of the capacitor 52 of the reference signal generating circuit 55 which is varied according to the state of the load 9.
Since the maximum value of the current ID flowing through the ET 5 is controlled, it is possible to prevent the malfunction of the comparator 51 in the control circuit 13 due to the surge current when the load 9 is in a light load state. On / off control of the FET 5 can be performed. If the load 9 is overloaded or the load 9 is substantially short-circuited and the feedback control signal V FB from the output voltage detection circuit 10 is substantially 0, the resistor 23 corresponding to the limited current value of the MOS-FET 5 are compared by 24 of the connecting point the second comparison means and the voltage V a at the connection point a of the voltage V B and the resistor 26, 27 in the comparator 51 of the B, the current I D flowing through the MOS-FET 5 by the comparison output signal Is limited to a constant value, it is possible to limit the current ID flowing through the MOS-FET 5 to a constant value even when overloading or when the output is short-circuited.

【0017】本発明の実施態様は上記の実施形態に限定
されず、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施
形態では三入力型のコンパレータ51内に第1及び第2
の比較手段を設けた例を示したが、第1及び第2の比較
手段をそれぞれ通常の二入力型のコンパレータで構成し
てもよい。また、上記の実施形態ではフライバック型の
直流電源装置に適用した例を示したが、フォワード型の
直流電源装置にも適用が可能である。更に、上記の実施
形態ではスイッチング素子としてMOS-FETを使用
した例を示したが、バイポーラ形トランジスタ、接合型
電界効果トランジスタ(J-FET)等の他のスイッチ
ング素子を使用してもよい。
The embodiments of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the first and second comparators 51 are provided in the three-input comparator 51.
Although the example in which the comparing means is provided has been shown, the first and second comparing means may be each configured by a normal two-input type comparator. In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a flyback type DC power supply device is shown. However, the present invention is also applicable to a forward type DC power supply device. Further, in the above embodiment, an example in which a MOS-FET is used as a switching element has been described. However, another switching element such as a bipolar transistor or a junction field effect transistor (J-FET) may be used.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、負荷が軽負荷状態でス
イッチング素子に流れる電流の最大値が小さい場合にお
いてもサージ電流等により制御回路が誤動作しないの
で、負荷変動や入力電圧変動にかかわらず、常時高安定
なスイッチング制御が可能である。また、負荷が過負荷
状態又は出力が短絡状態で帰還制御信号が略0である場
合においてもスイッチング素子に流れる電流を一定値に
制限できるので、過剰なスイッチング電流によりスイッ
チング素子が受ける熱的なストレスを最小限に抑えるこ
とが可能となる。
According to the present invention, even when the maximum value of the current flowing through the switching element is small when the load is light, the control circuit does not malfunction due to surge current or the like. In addition, highly stable switching control is always possible. Further, even when the load is overloaded or the output is short-circuited and the feedback control signal is substantially zero, the current flowing through the switching element can be limited to a constant value. Can be minimized.

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

【図1】 本発明の一実施形態を示す直流電源装置の電
気回路図
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a DC power supply device showing an embodiment of the present invention.

【図2】 通常時、過負荷時及び出力短絡時における図
1の回路の各部の電圧及び電流を示す波形図
FIG. 2 is a waveform diagram showing the voltage and current of each part of the circuit of FIG. 1 during normal operation, overload operation, and output short-circuit operation.

【図3】 軽負荷時における図1の回路の各部の電圧及
び電流を示す波形図
FIG. 3 is a waveform diagram showing the voltage and current of each part of the circuit of FIG. 1 under a light load.

【図4】 従来の直流電源装置を示す電気回路図FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a conventional DC power supply device.

【図5】 図4に示す出力電圧検出回路の内部構成を示
す電気回路図
5 is an electric circuit diagram showing an internal configuration of the output voltage detection circuit shown in FIG.

【図6】 通常時における図4の回路の各部の電圧及び
電流を示す波形図
FIG. 6 is a waveform chart showing voltages and currents of respective parts of the circuit of FIG. 4 in a normal state.

【図7】 軽負荷時における図4の回路の各部の電圧及
び電流を示す波形図
FIG. 7 is a waveform diagram showing the voltage and current of each part of the circuit of FIG. 4 under a light load.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2...直流入力端子、 3...入力平滑コンデ
ンサ、 4...トランス、 4a...1次巻線、
4b...2次巻線、 4c...3次巻線、5...M
OS-FET(スイッチング素子)、 6...整流用
ダイオード、7...出力平滑コンデンサ、 8...
整流平滑回路、 9...負荷、10...出力電圧検
出回路(出力電圧検出手段)、 10a,10b...出
力電圧入力端子、 10c...検出出力端子、 1
1...電流検出用抵抗(電流検出手段)、 1
2...フォトカプラ、 12a...発光部、 12
b...受光部、 13...制御回路、 13a...
帰還信号入力端子、 13b...電流検出信号入力端
子、 13c...電源端子、 13d...制御信号出
力端子、 13e...接地端子、 14...起動用
抵抗、 15...整流用ダイオ ード、 16...
平滑コンデンサ、 17...制御電源回路、1
8...電圧共振用コンデンサ、 21...制御回路
用レギュレータ、 22...定電流回路、 23,2
4...抵抗、 25...基準電源、 26,2
7...抵抗、 28...コンパレータ、 28
a...非反転入力端子、 28b...反転入力端子、
28c...比較出力端子、 29...発振回路、
30...駆動回路、 31...トランジスタ、
32,33...抵抗、 34,35...ダイオー
ド、 36...トランジスタ、 37...コンパレ
ータ、 38...オフ期間設定用コンデンサ、 3
9...オフ期間設定用抵抗、 41,42...分圧
用抵抗、 43...誤差増幅用トランジスタ、 4
4...定電圧ダイオード、 45...抵抗、 5
1...コンパレータ(比較素子)、 52...コン
デンサ、 53...トランジスタ、54...反転増
幅器、 55...基準信号発生回路、
1,2. . . 2. DC input terminal; . . 3. input smoothing capacitor; . . Transformer, 4a. . . Primary winding,
4b. . . Secondary winding, 4c. . . 4. tertiary winding; . . M
5. OS-FET (switching element); . . Rectifier diode, 7. . . 7. output smoothing capacitor; . .
8. rectifying and smoothing circuit; . . Load, 10. . . Output voltage detection circuit (output voltage detection means), 10a, 10b. . . Output voltage input terminal, 10c. . . Detection output terminal, 1
1. . . Current detection resistor (current detection means), 1
2. . . Photocoupler, 12a. . . Light emitting unit, 12
b. . . Light receiving section, 13. . . Control circuit, 13a. . .
Feedback signal input terminal, 13b. . . Current detection signal input terminal, 13c. . . Power supply terminal, 13d. . . Control signal output terminal, 13e. . . 13. ground terminal; . . 14. starting resistor; . . Rectifying diode, 16. . .
17. smoothing capacitor; . . Control power supply circuit, 1
8. . . Capacitor for voltage resonance, 21. . . Regulator for control circuit, 22. . . Constant current circuit, 23, 2
4. . . Resistance, 25. . . Reference power supply, 26, 2
7. . . Resistance, 28. . . Comparator, 28
a. . . Non-inverting input terminal, 28b. . . Inverting input terminal,
28c. . . 29. comparison output terminal, . . Oscillation circuit,
30. . . Drive circuit; 31. . . Transistors,
32, 33. . . Resistance, 34, 35. . . Diode, 36. . . Transistor, 37. . . Comparator, 38. . . Off period setting capacitor, 3
9. . . Off period setting resistors, 41, 42. . . Resistor for voltage division, 43. . . Error amplification transistor, 4
4. . . Constant voltage diode, 45. . . Resistance, 5
1. . . 52. a comparator (comparative element); . . Capacitor, 53. . . Transistor, 54. . . Inverting amplifier, 55. . . Reference signal generation circuit,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−317641(JP,A) 実開 昭61−185291(JP,U) 実開 昭62−159189(JP,U) 特表 昭61−501605(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28 H02M 3/335 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-8-317641 (JP, A) JP-A 61-185291 (JP, U) JP-A 62-159189 (JP, U) 501605 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 3/28 H02M 3/335

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電源と、複数の巻線を有するトラン
スと、前記直流電源の両端に直列接続された前記トラン
スの1次巻線及びスイッチング素子と、前記トランスの
2次巻線に整流平滑回路を介して接続される負荷と、該
負荷の電圧を検出して帰還制御信号を生成する出力電圧
検出手段と、前記スイッチング素子に流れる電流をそれ
に対応する電圧値として検出する電流検出手段と、前記
出力電圧検出手段の帰還制御信号及び前記電流検出手段
の検出信号を入力して前記スイッチング素子の制御端子
に付与するオン・オフ制御信号を出力する制御回路とを
備え、前記制御回路のオン・オフ制御信号により前記ス
イッチング素子をオン・オフ制御して前記負荷に供給す
る直流出力電圧を一定値に制御する直流電源装置におい
て、 前記制御回路は、コンデンサを含み且つ前記出力電圧検
出手段の帰還制御信号を入力して前記コンデンサへの充
電電流を制御することにより前記コンデンサの充電電圧
を可変する基準信号発生回路と、該基準信号発生回路の
前記コンデンサの充電電圧値と前記電流検出手段の電圧
値とを比較する第1の比較手段と、前記スイッチング素
子の制限電流値を決定する電圧を発生する基準電源と、
該基準電源の電圧値と前記電流検出手段の電圧値とを比
較する第2の比較手段とを有し、 前記帰還制御信号があるときに、前記第1の比較手段の
比較出力信号により前記スイッチング素子に流れる電流
の最大値を制御して前記負荷に供給される直流出力電圧
を一定値に制御し、 過負荷時又は出力短絡時において、前記出力電圧検出手
段の帰還制御信号が無いときに、前記第2の比較手段の
比較出力信号により前記スイッチング素子に流れる電流
を一定値に制限することを特徴とする直流電源装置。
1. A DC power supply, a transformer having a plurality of windings, a primary winding and a switching element of the transformer connected in series to both ends of the DC power supply, and a rectifying and smoothing of a secondary winding of the transformer. A load connected via a circuit, an output voltage detecting means for detecting a voltage of the load to generate a feedback control signal, and a current detecting means for detecting a current flowing through the switching element as a voltage value corresponding thereto, A control circuit that inputs a feedback control signal of the output voltage detection means and a detection signal of the current detection means and outputs an on / off control signal to be applied to a control terminal of the switching element; A DC power supply device for controlling a DC output voltage supplied to the load to a constant value by controlling ON / OFF of the switching element by an OFF control signal, wherein the control circuit A reference signal generating circuit that includes a capacitor and controls a charging current to the capacitor by inputting a feedback control signal of the output voltage detecting means to vary a charging voltage of the capacitor; and First comparing means for comparing a charging voltage value of a capacitor with a voltage value of the current detecting means, a reference power supply for generating a voltage for determining a limiting current value of the switching element,
A second comparing means for comparing a voltage value of the reference power supply with a voltage value of the current detecting means, wherein when the feedback control signal is present, the switching is performed by a comparison output signal of the first comparing means. Controlling the maximum value of the current flowing through the element to control the DC output voltage supplied to the load to a constant value, and when there is no feedback control signal of the output voltage detecting means during overload or output short circuit, A DC power supply device, wherein a current flowing through the switching element is limited to a constant value by a comparison output signal of the second comparison means.
【請求項2】 前記第1の比較手段及び前記第2の比較
手段を同一の比較素子内に設けた請求項1に記載の直流
電源装置。
2. The DC power supply according to claim 1, wherein said first comparing means and said second comparing means are provided in the same comparing element.
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