JP3500631B2 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JP3500631B2
JP3500631B2 JP2002097882A JP2002097882A JP3500631B2 JP 3500631 B2 JP3500631 B2 JP 3500631B2 JP 2002097882 A JP2002097882 A JP 2002097882A JP 2002097882 A JP2002097882 A JP 2002097882A JP 3500631 B2 JP3500631 B2 JP 3500631B2
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憲吾 小池
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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】本発明はスイッチング電源装
置、特に過負荷時、負荷短絡時又は起動時に各素子に加
わる電気的なストレスを軽減できるスイッチング電源装
置に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to a switching power supply device capable of reducing electrical stress applied to each element at the time of overload, load short circuit or start-up.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から広く使用されているスイッチン
グ電源装置として他励式フライバック型DC−DCコン
バータの一例を図19に示す。図19に示す他励式フラ
イバック型DC−DCコンバータは、交流電源(1a)に入
力フィルタ回路(1b)を介して接続された整流ブリッジ回
路(1c)及び入力平滑コンデンサ(1d)で構成された直流電
源(1)と、直流電源(1)に対して直列に接続されたトラン
ス(2)の1次巻線(2a)及びスイッチング素子としてのM
OS-FET(MOS型電界効果トランジスタ)(3)と、
トランス(2)の2次巻線(2b)に接続された整流ダイオー
ド(4)及び出力平滑コンデンサ(5)から成り且つ直流出力
電圧VOUTを発生する出力整流平滑回路(6)と、直流出力
電圧VOUTを検出する電圧検出手段としての出力電圧検
出回路(7)と、出力電圧検出回路(7)からの検出信号VFB
を受信し且つ出力整流平滑回路(6)の直流出力電圧VOUT
が略一定となるようにMOS-FET(3)のオン・オフ期
間を制御する制御回路(8)と、トランス(2)の1次巻線(2
a)又はMOS-FET(3)に流れる電流IDを負電圧とし
て検出する電流検出手段としての電流検出用抵抗(9)
と、直流電源(1)を構成する整流ブリッジ回路(1c)に接
続され且つ起動時に制御回路(8)へ駆動用電力を供給す
る起動手段としての起動抵抗(10)と、トランス(2)の1
次巻線(2a)及び2次巻線(2b)と電磁的に結合する駆動巻
線(2c)と、駆動巻線(2c)に接続された整流ダイオード(1
1)及び駆動用平滑コンデンサ(12)から成り且つ制御回路
(8)を駆動する直流電圧VINを出力する補助整流平滑回
路(13)とを備えている。出力電圧検出回路(7)の検出出
力は、フォトカプラ(14)を構成する発光素子(14a)及び
受光素子(14b)を介してトランス(2)の1次側に伝達さ
れ、受光素子(14b)及び直列抵抗(15)の接続点に発生す
る電圧VFBが出力電圧検出回路(7)からの検出信号とし
て制御回路(8)に入力される。
2. Description of the Related Art FIG. 19 shows an example of a separately excited flyback type DC-DC converter as a switching power supply device which has been widely used conventionally. The separately excited flyback DC-DC converter shown in FIG. 19 is composed of a rectifying bridge circuit (1c) and an input smoothing capacitor (1d) connected to an AC power supply (1a) via an input filter circuit (1b). DC power supply (1), primary winding (2a) of transformer (2) connected in series to DC power supply (1), and M as a switching element
OS-FET (MOS field effect transistor) (3),
An output rectifying / smoothing circuit (6) comprising a rectifying diode (4) connected to the secondary winding (2b) of the transformer (2) and an output smoothing capacitor (5) and generating a DC output voltage V OUT , and a DC output An output voltage detection circuit (7) as a voltage detection means for detecting the voltage V OUT, and a detection signal V FB from the output voltage detection circuit (7)
DC output voltage V OUT of the output rectifying and smoothing circuit (6)
Control circuit (8) that controls the on / off period of the MOS-FET (3) so that the voltage is substantially constant, and the primary winding (2
a) or a current detecting resistor (9) as current detecting means for detecting the current ID flowing in the MOS-FET (3) as a negative voltage
A starting resistor (10) as a starting means connected to the rectifying bridge circuit (1c) constituting the DC power supply (1) and supplying driving power to the control circuit (8) at the time of starting, and a transformer (2). 1
A drive winding (2c) electromagnetically coupled to the secondary winding (2a) and the secondary winding (2b), and a rectifying diode (1
1) and driving smoothing capacitor (12) and control circuit
And an auxiliary rectifying / smoothing circuit (13) for outputting a DC voltage V IN for driving (8). The detection output of the output voltage detection circuit (7) is transmitted to the primary side of the transformer (2) via the light emitting element (14a) and the light receiving element (14b) which constitute the photocoupler (14), and the light receiving element (14b ) And the voltage V FB generated at the connection point of the series resistor (15) are input to the control circuit (8) as a detection signal from the output voltage detection circuit (7).

【0003】制御回路(8)は、トランス(2)の1次巻線(2
a)又はMOS-FET(3)に流れる最大電流値を規定する
基準電圧VRCを発生する基準電圧発生手段としての基準
電源(16)と、電流検出用抵抗(9)により検出された負電
圧のレベルを変換するレベルシフト用抵抗(17,18)と、
電流検出用抵抗(9)の検出信号VOCPの電圧レベルが基準
電源(16)の基準電圧VRCのレベルに達したときにMOS
-FET(3)をオフ状態にする高い電圧(H)レベルの信号
1を出力する過電流制限手段としての過電流制限用コ
ンパレータ(19)と、電流検出用抵抗(9)の検出信号VOCP
の電圧レベルが出力電圧検出回路(7)からの検出信号V
FBの電圧レベルに達したときに高い電圧(H)レベルの信
号V2を出力する電流モード制御用コンパレータ(20)
と、過電流制限用コンパレータ(19)の出力信号V1と電
流モード制御用コンパレータ(20)の出力信号V2との論
理和信号V3を出力するORゲート(21)と、MOS-FE
T(3)がオフしてから一定時間が経過する毎にパルス信
号V4を出力するパルス発生器(22)と、パルス発生器(2
2)のパルス信号V4によりセット状態となりMOS-FE
T(3)のゲート端子に高い電圧(H)レベルのオン信号VG
を出力し、ORゲート(21)の論理和信号V3によりリセ
ット状態となりMOS-FET(3)のゲート端子に低い電
圧(L)レベルのオフ信号VGを出力するR-Sフリップフ
ロップ(23)と、起動抵抗(10)又は補助整流平滑回路(13)
からの直流電圧VINが駆動電圧VSRTに達したときに制
御回路(8)を構成する各素子(16〜23)に駆動用直流電力
を供給し且つ直流電圧VINが停止電圧VSTPまで低下し
たときに前記の各素子(16〜23)への駆動用直流電力の供
給を停止する制御電源回路(24)とを有する。制御電源回
路(24)は、図20に示すように、駆動電圧VSRT(18
[V])及び停止電圧VSTP(10[V])を規定する基準
電圧を発生する基準電源(24a)と、起動抵抗(10)又は補
助整流平滑回路(13)からの直流電圧VINと基準電源(24
a)の基準電圧とを比較し、直流電圧VINが駆動電圧V
SRTに達したときに高い電圧(H)レベルの駆動信号を出
力し、直流電圧VINが停止電圧VSTPまで低下したとき
に低い電圧(L)レベルの停止信号を出力するヒステリシ
スコンパレータ(24b)と、ヒステリシスコンパレータ(24
b)からの駆動信号により駆動され又は停止信号により停
止され且つ制御回路(8)を構成する各素子(16〜23)に供
給する電圧+VCCの駆動用直流電力を発生するレギュレ
ータ回路(24c)とから構成される。直流電圧VINに対す
るレギュレータ回路(24c)の出力電圧特性及びレギュレ
ータ回路(24c)の出力電流特性をそれぞれ図21及び図
22に示す。
The control circuit (8) includes a primary winding (2
a) or a reference voltage (16) as a reference voltage generating means for generating a reference voltage V RC that defines the maximum current value flowing in the MOS-FET (3), and a negative voltage detected by the current detection resistor (9) Level shift resistors (17,18) that convert the level of
When the voltage level of the detection signal V OCP of the current detection resistor (9) reaches the level of the reference voltage V RC of the reference power supply (16), the MOS
-An overcurrent limiting comparator (19) as an overcurrent limiting means for outputting a high voltage (H) level signal V 1 for turning off the FET (3), and a detection signal V of a current detecting resistor (9) OCP
Of the detection signal V from the output voltage detection circuit (7)
Current mode control comparator (20) that outputs a high voltage (H) level signal V 2 when the voltage level of FB is reached
If an OR gate for outputting a logical sum signal V 3 of the output signal V 2 of the output signal V 1 and current mode control comparator for overcurrent limit comparator (19) (20) (21 ), MOS-FE
A pulse generator (22) that outputs a pulse signal V 4 each time a fixed time has elapsed since T (3) turned off, and a pulse generator (2
2) The pulse signal V 4 causes a set state and MOS-FE
A high voltage (H) level ON signal V G is applied to the gate terminal of T (3).
Of the R-S flip-flop (23) which outputs a low voltage (L) level off signal V G to the gate terminal of the MOS-FET (3) by resetting the logical sum signal V 3 of the OR gate (21). ) And the starting resistor (10) or auxiliary rectifying and smoothing circuit (13)
Drive DC power is supplied to each of the elements (16 to 23) constituting the control circuit (8) when the DC voltage V IN from the device reaches the drive voltage V SRT , and the DC voltage V IN reaches the stop voltage V STP. And a control power supply circuit (24) for stopping the supply of the driving DC power to each of the elements (16 to 23) when the voltage drops. As shown in FIG. 20, the control power supply circuit (24) controls the drive voltage V SRT (18
[V]) and the stop voltage V STP (10 [V]), and a reference power source (24a) that generates a reference voltage, and a DC voltage V IN from the starting resistor (10) or the auxiliary rectifying / smoothing circuit (13). Reference power supply (24
Compared with the reference voltage of a), the DC voltage V IN is the drive voltage V
Hysteresis comparator (24b) that outputs a high voltage (H) level drive signal when reaching SRT , and outputs a low voltage (L) level stop signal when DC voltage V IN drops to stop voltage V STP And the hysteresis comparator (24
A regulator circuit (24c) that is driven by the drive signal from b) or is stopped by a stop signal and that generates a driving DC power of a voltage + V CC to be supplied to each element (16 to 23) constituting the control circuit (8). Composed of and. The output voltage characteristic of the regulator circuit (24c) and the output current characteristic of the regulator circuit (24c) with respect to the DC voltage V IN are shown in FIGS. 21 and 22, respectively.

【0004】図23(A)〜(D)は、MOS-FET(3)に
流れる電流ID、ORゲート(21)の論理和信号V3、パル
ス発生器(22)のパルス信号V4及び電流検出用抵抗(9)の
検出信号のレベルシフト用抵抗(17,18)の接続点での電
圧VOCPの各波形をそれぞれ示す。即ち、図23(C)に
示すパルス発生器(22)のパルス信号V4がR-Sフリップ
フロップ(23)のセット端子(S)に入力され、MOS-FE
T(3)がオン状態になると、図23(A)に示すようにM
OS-FET(3)に流れる電流IDが直線的に増加すると
共に、電流検出用抵抗(9)の検出信号のレベルシフト用
抵抗(17,18)の接続点での電圧VOCPが図23(D)に示す
ように直線的に低下する。レベルシフト用抵抗(17,18)
の接続点の電圧VOCPのレベルが基準電源(16)の基準電
圧VRCのレベル以下になると、過電流制限用コンパレー
タ(19)から高い電圧(H)レベルの信号V1が出力され
る。このとき、出力電圧検出回路(7)からの検出信号V
FBの電圧レベルが図23(D)に示すように略ゼロである
から、電流モード制御用コンパレータ(20)は作動せず、
低い電圧(L)レベルの信号V2が出力される。このた
め、図23(B)に示すようにORゲート(21)から高い電
圧(H)レベルの論理和信号V 3が出力され、R-Sフリッ
プフロップ(23)のリセット端子(R)に入力され、MOS-
FET(3)がオフ状態となる。これにより、MOS-FE
T(3)に流れる電流I Dが図23(A)に示すように略ゼロ
となる。MOS-FET(3)がオフしてから一定時間が経
過すると、図23(C)に示すパルス発生器(22)のパルス
信号V4が再びR-Sフリップフロップ(23)のセット端子
(S)に入力され、MOS-FET(3)が再びオン状態とな
る。次に、図23(D)に示すように出力電圧検出回路
(7)からの検出信号VFBの電圧レベルがゼロから直線的
に上昇して基準電源(16)の基準電圧VRCのレベルを上回
ると、電流モード制御用コンパレータ(20)が作動し、レ
ベルシフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPのレベル
が出力電圧検出回路(7)からの検出信号VFBの電圧レベ
ル以下になると、電流モード制御用コンパレータ(20)か
ら高い電圧(H)レベルの信号V2が出力される。このと
き、過電流制限用コンパレータ(19)から低い電圧(L)レ
ベルの信号V1が出力されるので、図23(B)に示すよ
うにORゲート(21)から高い電圧(H)レベルの論理和信
号V3が出力され、R-Sフリップフロップ(23)のリセッ
ト端子(R)に入力され、MOS-FET(3)がオフ状態と
なる。前記のように、出力電圧検出回路(7)からの検出
信号VFBの電圧レベルが基準電源(16)の基準電圧VRC
レベル以上のときは、電流モード制御用コンパレータ(2
0)によりMOS-FET(3)のオン期間が制御され、出力
整流平滑回路(6)の直流出力電圧VOUTが略一定に保持さ
れる。
FIGS. 23A to 23D show a MOS-FET (3).
Current ID, OR gate (21) OR signal V3, Pal
Pulse signal V of the pulse generator (22)FourAnd the resistor for current detection (9)
The voltage at the connection point of the resistance (17,18) for level shifting the detection signal
Pressure VOCPEach waveform of is shown. That is, in FIG. 23 (C)
Pulse signal V of the pulse generator (22) shownFourIs an RS flip
It is input to the set terminal (S) of the flop (23), and MOS-FE
When T (3) is turned on, as shown in FIG.
Current I flowing through OS-FET (3)DWhen increases linearly
Both for level shift of detection signal of current detection resistor (9)
Voltage V at the connection point of resistors (17, 18)OCPIs shown in FIG.
So that it decreases linearly. Level shift resistors (17,18)
Voltage at the connection point ofOCPThe level of the reference voltage of the reference power source (16)
Pressure VRCBelow the level of
High voltage (H) level signal V from1Is output
It At this time, the detection signal V from the output voltage detection circuit (7)
FBThe voltage level of is almost zero as shown in FIG.
Therefore, the current mode control comparator (20) does not work,
Low voltage (L) level signal V2Is output. others
Therefore, as shown in FIG. 23 (B), a high voltage is applied from the OR gate (21).
Pressure (H) level OR signal V 3Is output and R-S
It is input to the reset terminal (R) of the flip-flop (23) and the MOS-
The FET (3) is turned off. As a result, MOS-FE
Current I flowing through T (3) DIs almost zero as shown in FIG.
Becomes A certain time has passed since the MOS-FET (3) was turned off.
Then, the pulse of the pulse generator (22) shown in Fig. 23 (C)
Signal VFourIs the set terminal of RS flip-flop (23) again
(S) is input and the MOS-FET (3) is turned on again.
It Next, as shown in FIG. 23D, the output voltage detection circuit
Detection signal V from (7)FBVoltage levels from zero to linear
Reference voltage V of the reference power supply (16)RCAbove the level of
Then, the current mode control comparator (20) is activated and the
Voltage V at the connection point of bell-shift resistors (17,18)OCPLevel of
Is the detection signal V from the output voltage detection circuit (7)FBVoltage level
If it falls below the threshold, the current mode control comparator (20)
Higher voltage (H) level signal V2Is output. This and
The low voltage (L) level from the overcurrent limiting comparator (19).
Bell signal V1Is output, so it is shown in Fig. 23 (B).
High-voltage (H) level logical sum from OR gate (21)
Issue V3Is output and the reset of the RS flip-flop (23) is output.
Input to the input terminal (R) and the MOS-FET (3) turns off.
Become. As described above, the detection from the output voltage detection circuit (7)
Signal VFBThe voltage level of is the reference voltage V of the reference power supply (16)RCof
If it is above the level, the comparator for current mode control (2
0) controls the ON period of MOS-FET (3) and outputs
DC output voltage V of rectifying and smoothing circuit (6)OUTIs held approximately constant
Be done.

【0005】図19に示す他励式フライバック型DC−
DCコンバータの動作は以下の通りである。起動時に、
直流電源(1)から起動抵抗(10)を介して補助整流平滑回
路(13)の駆動用平滑コンデンサ(12)に充電電流が流れ、
図24(B)に示すように駆動用平滑コンデンサ(12)の充
電電圧VINが駆動電圧VSRTに達すると、制御回路(8)内
の制御電源回路(24)が駆動され、制御回路(8)を構成す
る各素子(16〜23)に駆動用直流電力が供給される。これ
により、パルス発生器(22)が駆動され、パルス発生器(2
2)のパルス信号V4がR-Sフリップフロップ(23)のセッ
ト端子(S)に入力されてセット状態となり、R-Sフリッ
プフロップ(23)からMOS-FET(3)のゲート端子に高
い電圧(H)レベルのオン信号VGが付与されてMOS-F
ET(3)がオン状態となる。このとき、図24(A)に示
すようにMOS-FET(3)に流れる電流IDが直線的に
増加すると共に、図24(E)に示すように電流検出用抵
抗(9)の検出信号のレベルシフト用抵抗(17,18)の接続点
での電圧VOCPが直線的に減少する。レベルシフト用抵
抗(17,18)の接続点の電圧VOCPのレベルが基準電源(16)
の基準電圧VRCのレベルに達すると、過電流制限用コン
パレータ(19)から高い電圧(H)レベルの信号V1が出力
される。一方、起動時の出力電圧検出回路(7)からの検
出信号VFBの電圧レベルは、図24(E)に示すように略
ゼロであるから、電流モード制御用コンパレータ(20)か
ら低い電圧(L)レベルの信号V2が出力される。これに
より、ORゲート(21)から高い電圧(H)レベルの論理和
信号V 3が出力され、R-Sフリップフロップ(23)のリセ
ット端子(R)に入力されてリセット状態となり、R-Sフ
リップフロップ(23)からMOS-FET(3)のゲート端子
に低い電圧(L)レベルのオフ信号VGが付与されてMO
S-FET(3)がオフ状態となる。このとき、図24(A)
に示すようにMOS-FET(3)に流れる電流I Dが略ゼ
ロとなる。MOS-FET(3)がオフしてから一定時間が
経過すると、パルス発生器(22)のパルス信号V4が再び
R-Sフリップフロップ(23)のセット端子(S)に入力され
てセット状態となり、R-Sフリップフロップ(23)から
MOS-FET(3)のゲート端子に高い電圧(H)レベルの
オン信号VGが付与されてMOS-FET(3)が再びオン
状態となる。以上のMOS-FET(3)のオン・オフ動作
の繰り返しにより、2次側の出力整流平滑回路(6)の直
流出力電圧VOUTが図24(C)に示すように直線的に上
昇し、これに伴って駆動用平滑コンデンサ(12)の充電電
圧VINは図24(B)に示すように直線的に低下するが、
トランス(2)の2次巻線(2b)の電圧に比例する電圧が駆
動巻線(2c)に発生するため、直流出力電圧V OUTの上昇
に伴って補助整流平滑回路(13)からの直流電圧VINが直
線的に上昇する。このため、制御回路(8)内の制御電源
回路(24)に印加される直流電圧VINは図24(B)に示す
ように停止電圧VSTP付近まで低下した後、再び直線的
に上昇して行く。したがって、起動時以降は補助整流平
滑回路(13)からの直流電圧VINにより制御回路(8)内の
制御電源回路(24)が駆動される。2次側の出力整流平滑
回路(6)の直流出力電圧VOUTの上昇に伴って、出力電圧
検出回路(7)からの検出信号VFBの電圧も図24(E)に
示すように0[V]から直線的に上昇して行く。
Separately-excited flyback type DC-shown in FIG.
The operation of the DC converter is as follows. At startup,
Auxiliary rectification smoothing circuit from DC power supply (1) through starting resistor (10)
A charging current flows through the smoothing capacitor (12) for driving of the path (13),
As shown in FIG. 24 (B), the charging smoothing capacitor (12) is charged.
Electric voltage VINIs the drive voltage VSRTReach the control circuit (8)
The control power supply circuit (24) is driven to form the control circuit (8).
Driving DC power is supplied to each of the elements (16 to 23). this
Drive the pulse generator (22), and the pulse generator (2
2) Pulse signal VFourIs a set of RS flip-flop (23)
Input to the input terminal (S) to enter the set state, and the RS flip
From the flip-flop (23) to the gate terminal of the MOS-FET (3)
ON signal V of high voltage (H) levelGIs added to MOS-F
ET (3) is turned on. At this time, as shown in FIG.
Current I flowing through MOS-FET (3)DIs linear
As it increases, as shown in Fig. 24 (E), the current detection resistance is increased.
Connection point of resistance (17,18) for level shift of detection signal of anti- (9)
Voltage V atOCPDecreases linearly. Level shift resistance
The voltage V at the connection point of the anti (17,18)OCPLevel of reference power (16)
Reference voltage VRCWhen the level reaches
High voltage (H) level signal V from the palrator (19)1Output
To be done. On the other hand, the output voltage detection circuit (7) detects
Outgoing signal VFBThe voltage level of is approximately as shown in Fig. 24 (E).
Since it is zero, is it a comparator for current mode control (20)?
Lower voltage (L) level signal V2Is output. to this
The OR of the high voltage (H) level from the OR gate (21)
Signal V 3Is output to reset the RS flip-flop (23).
Input to the input terminal (R) to enter the reset state, and the RS
Gate terminal of the lip-flop (23) to the MOS-FET (3)
Low voltage (L) level off signal VGIs granted MO
The S-FET (3) is turned off. At this time, FIG. 24 (A)
As shown in, current I flowing in MOS-FET (3) DIs abbreviated
It will be b. A certain time after the MOS-FET (3) is turned off
When the time passes, the pulse signal V of the pulse generator (22)FourIs again
Input to the set terminal (S) of RS flip-flop (23)
To the set state, and from the RS flip-flop (23)
High voltage (H) level is applied to the gate terminal of MOS-FET (3)
ON signal VGIs given and the MOS-FET (3) is turned on again.
It becomes a state. ON / OFF operation of the above MOS-FET (3)
By repeating the above, the output rectifying and smoothing circuit (6) on the secondary side
Current output voltage VOUTIs straight up as shown in FIG.
And the charging power of the driving smoothing capacitor (12)
Pressure VINDecreases linearly as shown in FIG. 24 (B),
A voltage proportional to the voltage of the secondary winding (2b) of the transformer (2) is driven.
DC output voltage V because it occurs in the dynamic winding (2c) OUTRise of
DC voltage V from the auxiliary rectifying and smoothing circuit (13)INStraight
Rises linearly. Therefore, the control power supply in the control circuit (8)
DC voltage V applied to circuit (24)INIs shown in FIG.
Stop voltage VSTPAfter dropping to the vicinity, straight again
Go up to. Therefore, after startup, auxiliary rectification
DC voltage V from smoothing circuit (13)INIn the control circuit (8)
The control power supply circuit (24) is driven. Secondary side output rectification smoothing
DC output voltage V of circuit (6)OUTOutput voltage
Detection signal V from the detection circuit (7)FBVoltage is also shown in Fig. 24 (E).
As shown, it linearly rises from 0 [V].

【0006】図24(E)に示すように、出力電圧検出回
路(7)からの検出信号VFBの電圧レベルが基準電源(16)
の基準電圧VRCのレベルを超え、レベルシフト用抵抗(1
7,18)の接続点の電圧VOCPのレベルが出力電圧検出回路
(7)からの検出信号VFBの電圧レベルに達すると、電流
モード制御用コンパレータ(20)から高い電圧(H)レベル
の信号V2が出力される。一方、過電流制限用コンパレ
ータ(19)からは低い電圧(L)レベルの信号V1が出力さ
れるので、ORゲート(21)から高い電圧(H)レベルの論
理和信号V3が出力され、R-Sフリップフロップ(23)の
リセット端子(R)に入力されてリセット状態となり、R-
Sフリップフロップ(23)からMOS-FET(3)のゲート
端子に低い電圧(L)レベルのオフ信号VGが付与されて
MOS-FET(3)がオフ状態となる。これにより、図2
4(A)に示すようにMOS-FET(3)に流れる電流ID
が略ゼロとなる。このとき、トランス(2)の2次巻線(2
b)から出力整流平滑回路(6)を介して図示しない負荷に
出力電流IOUTが流れ、図24(D)に示すように直線的
に増加して行く。そして、図24(C)に示すように2次
側の出力整流平滑回路(6)の直流出力電圧VOUTが出力電
圧検出回路(7)を構成する各素子の諸定数で決定される
検出電圧(例えば、出力端子間の分圧抵抗の分圧比をR
2/(R1+R2)、ツェナダイオードのツェナ電圧をV
Z[V]、NPNトランジスタのベース・エミッタ間の電
圧をVBE(0.6〜0.7程度)[V]とすると、{(R1
2)/R2}×(VZ+VBE)[V])に達すると、起動状態か
ら通常動作状態に移行し、図24(B)に示すように補助
整流平滑回路(13)からの直流電圧VINが略一定になると
共に、2次側の出力整流平滑回路(6)の直流出力電圧V
OUTが図24(C)に示すように略一定となる。このと
き、図24(E)に示すように出力電圧検出回路(7)から
の検出信号VFBの電圧レベルが高いため、レベルシフト
用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPの変化幅が小さくな
り、MOS-FET(3)のオン期間が短くなる。このた
め、図24(A)に示すようにMOS-FET(3)に流れる
電流IDの最大値が低くなる。
As shown in FIG. 24 (E), the voltage level of the detection signal V FB from the output voltage detection circuit (7) is the reference power supply (16).
Exceeds the level of the reference voltage V RC of the level shift resistor (1
The level of the voltage V OCP at the connection point of (7, 18) is the output voltage detection circuit.
When the voltage level of the detection signal V FB from (7) is reached, the current mode control comparator (20) outputs a high voltage (H) level signal V 2 . On the other hand, since the low voltage (L) level signal V 1 is output from the overcurrent limiting comparator (19), the OR gate (21) outputs a high voltage (H) level logical sum signal V 3 . It is input to the reset terminal (R) of the RS flip-flop (23) to enter the reset state, and R-
A low voltage (L) level off signal V G is applied from the S flip-flop (23) to the gate terminal of the MOS-FET (3) to turn off the MOS-FET (3). As a result, FIG.
As shown in 4 (A), the current I D flowing in the MOS-FET (3)
Is almost zero. At this time, the secondary winding (2
The output current I OUT flows from b) to the load (not shown) through the output rectifying / smoothing circuit (6) and increases linearly as shown in FIG. 24 (D). Then, as shown in FIG. 24 (C), the DC output voltage V OUT of the secondary side output rectifying / smoothing circuit (6) is a detection voltage determined by various constants of each element constituting the output voltage detecting circuit (7). (For example, set the voltage division ratio of the voltage dividing resistor between the output terminals to R
2 / (R 1 + R 2 ), Zener voltage of Zener diode is V
Letting Z [V] and the voltage between the base and emitter of the NPN transistor be V BE (about 0.6 to 0.7) [V], {(R 1 +
When R 2 ) / R 2 } × (V Z + V BE ) [V]) is reached, the starting state shifts to the normal operating state, and as shown in FIG. The DC voltage V IN becomes substantially constant, and the DC output voltage V of the secondary side output rectifying and smoothing circuit (6)
OUT becomes substantially constant as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 24 (E), since the voltage level of the detection signal V FB from the output voltage detection circuit (7) is high, the voltage V OCP at the connection point of the level shift resistors (17, 18) changes. The width becomes smaller, and the ON period of the MOS-FET (3) becomes shorter. Therefore, the maximum value of the current I D flowing through the MOS-FET (3) becomes low as shown in FIG.

【0007】図示しない負荷が過負荷状態になると、図
24(D)及び(C)に示すように2次側の出力電流IOUT
の増加と共に出力整流平滑回路(6)の直流出力電圧VOUT
が低下し、これに伴って出力電圧検出回路(7)からの検
出信号VFBの電圧が低下する。このため、トランス(2)
の駆動巻線(2c)に発生する電圧も低下し、図24(B)に
示すように制御回路(8)内の制御電源回路(24)に印加さ
れる直流電圧VINが低下する。2次側の出力電流IOUT
が更に増加すると共に出力整流平滑回路(6)の直流出力
電圧VOUTが更に低下し、図24(E)に示すように出力
電圧検出回路(7)からの検出信号VFBの電圧レベルが基
準電源(16)の基準電圧VRCのレベルを下回ると、電流モ
ード制御用コンパレータ(20)が動作しなくなり、代わっ
て過電流制限用コンパレータ(19)が動作される。レベル
シフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPのレベルが基
準電源(16)の基準電圧VRCのレベルに達すると、過電流
制限用コンパレータ(19)から高い電圧(H)レベルの信号
1が出力され、MOS-FET(3)がオフ状態となる。
図24(B)に示すように、制御回路(8)内の制御電源回
路(24)に印加される直流電圧VINが停止電圧VSTPまで
低下すると、制御電源回路(24)の動作が停止して制御回
路(8)を構成する各素子(16〜23)への駆動用直流電力の
供給が停止し、制御回路(8)の動作が停止する。このた
め、図24(C)及び(D)に示すように、出力整流平滑回
路(6)の直流出力電圧VOUTが急激に0[V]まで低下する
と共に2次側の出力電流IOUTも急激にゼロまで減少す
る。過負荷状態では、2次側の直流出力電圧VOUTが上
昇しないため、トランス(2)の駆動巻線(2c)の電圧も上
昇しない。したがって、制御回路(8)内の制御電源回路
(24)に印加される直流電圧VINが停止電圧VSTPまで低
下した後は、直流電源(1)により起動抵抗(10)を介して
補助整流平滑回路(13)の駆動用平滑コンデンサ(12)が充
電され、図24(B)に示すように駆動用平滑コンデンサ
(12)の充電電圧VINが駆動電圧VSRTに達すると、制御
回路(8)内の制御電源回路(24)が再び駆動され、制御回
路(8)が動作を開始する。制御回路(8)の動作に従って、
図24(C)及び(D)に示すように、出力整流平滑回路
(6)の直流出力電圧VOUT及び2次側の出力電流I OUT
ゼロから直線的に増加すると共に、補助整流平滑回路(1
3)の駆動用平滑コンデンサ(12)の電圧VINが図24(B)
に示すように低下する。補助整流平滑回路(13)の駆動用
平滑コンデンサ(12)の電圧VINが停止電圧VSTPまで低
下すると、制御回路(8)の動作が停止し、図24(C)及
び(D)に示すように、出力整流平滑回路(6)の直流出力
電圧VOUTが急激に0[V]まで低下すると共に2次側の
出力電流IOUTも急激にゼロまで減少する。よって、過
負荷時は、補助整流平滑回路(13)の駆動用平滑コンデン
サ(12)の電圧VINが駆動電圧VSRTから停止電圧VSTP
で低下する期間のみ制御回路(8)が動作する間欠発振状
態となる。
When an unillustrated load is overloaded,
24 (D) and (C), the secondary side output current IOUT
DC output voltage V of the output rectifying and smoothing circuit (6)OUT
Of the output voltage detection circuit (7).
Outgoing signal VFBVoltage drops. For this reason, the transformer (2)
The voltage generated in the drive winding (2c) of the
Applied to the control power circuit (24) in the control circuit (8) as shown.
DC voltage VINIs reduced. Secondary side output current IOUT
The DC output of the output rectifying and smoothing circuit (6)
Voltage VOUTFurther decreases, and the output is output as shown in Fig. 24 (E).
Detection signal V from the voltage detection circuit (7)FBBased on the voltage level of
Reference voltage V of quasi power source (16)RCBelow the level of
The comparator (20) for controlling the
Then, the overcurrent limiting comparator (19) is operated. level
Voltage V at the connection point of shift resistors (17,18)OCPBased on
Reference voltage V of quasi power source (16)RCReaches the level of overcurrent
High voltage (H) level signal from the limiting comparator (19)
V1Is output and the MOS-FET (3) is turned off.
As shown in FIG. 24 (B), the control power supply circuit in the control circuit (8) is turned on.
DC voltage V applied to line (24)INIs the stop voltage VSTPUntil
If it falls, the control power circuit (24) will stop operating and control
Of the driving DC power to each element (16 to 23) that constitutes the path (8)
The supply is stopped and the operation of the control circuit (8) is stopped. others
Therefore, as shown in Fig. 24 (C) and (D),
DC output voltage V of line (6)OUTSuddenly drops to 0 [V]
Along with the secondary side output current IOUTAlso decreases rapidly to zero
It In the overload state, the secondary side DC output voltage VOUTIs above
Since it does not rise, the voltage of the drive winding (2c) of the transformer (2) also rises.
Does not rise. Therefore, the control power supply circuit in the control circuit (8)
DC voltage V applied to (24)INIs the stop voltage VSTPUp to
Then, the DC power supply (1) is used to drive the start resistance (10).
The smoothing capacitor (12) for driving the auxiliary rectification smoothing circuit (13) is charged.
And the driving smoothing capacitor as shown in FIG. 24 (B).
Charge voltage V of (12)INIs the drive voltage VSRTControl is reached
The control power supply circuit (24) in the circuit (8) is driven again and the control circuit
Road (8) begins operation. According to the operation of the control circuit (8),
As shown in FIGS. 24C and 24D, the output rectifying / smoothing circuit
DC output voltage V of (6)OUTAnd the output current I on the secondary side OUTBut
Along with increasing linearly from zero, the auxiliary rectifying smoothing circuit (1
Voltage V of smoothing capacitor (12) for driving 3)INIs shown in FIG.
As shown in. For driving auxiliary rectification smoothing circuit (13)
Voltage V of smoothing capacitor (12)INIs the stop voltage VSTPUp to
When it goes down, the operation of the control circuit (8) stops and
And (D), the DC output of the output rectifying and smoothing circuit (6)
Voltage VOUTRapidly decreases to 0 [V] and the secondary side
Output current IOUTAlso decreases rapidly to zero. Therefore,
During load, the smoothing capacitor for driving the auxiliary rectifying and smoothing circuit (13)
Voltage (12) VINIs the drive voltage VSRTTo stop voltage VSTPWell
The intermittent oscillation state that the control circuit (8) operates only during the period when
It becomes a state.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図19に示す従来の他
励式フライバック型DC−DCコンバータでは、図25
に示すような出力特性となる。図25において、実線A
に示す区間は直流出力電圧VOUTが一定となる定常時の
動作状態を示し、実線Bに示す区間は更に負荷が重くな
ったときの過負荷時の動作状態を示す。即ち、実線Bに
示す区間での動作状態は、電流検出用抵抗(9)の検出信
号VOCPに基づいて過電流制限用コンパレータ(19)によ
りトランス(2)の1次巻線(2a)又はMOS-FET(3)に
流れる電流IDが設定値に制限される状態を示す。トラ
ンス(2)の1次側から2次側に伝達される電力P[W]は、
発振周波数をf[Hz]、トランス(2)のインダクタンスを
L[H]、トランス(2)に流れる電流をI[A]とすると、P
=(1/2)・f・L・I2の式で示されることが一般的に知ら
れている。したがって、実線Bに示す区間は、2次側の
出力電流IOUTが増加すると直流出力電圧VOUTが低下し
てトランス(2)の1次側から2次側に伝達される電力P
が一定値に制限される定電力特性を示している。2次側
の出力電流IOUTが更に増加すると、直流出力電圧VOUT
が更に低下する。定常動作時における制御回路(8)の駆
動用電力は、トランス(2)の駆動巻線(2c)に発生する電
圧を補助整流平滑回路(13)で整流平滑することにより得
ている。駆動巻線(2c)の電圧と2次巻線(2b)の電圧とは
互いに比例関係にあるため、2次側の出力電流IOUT
増加すれば駆動巻線(2c)の電圧が低下する。これによ
り、制御回路(8)内の制御電源回路(24)に印加される直
流電圧VINが停止電圧VSTPを下回るため、制御回路(8)
の動作が停止し、2次側の出力電流IOUT及び直流出力
電圧V OUTが共にゼロまで減少する図25の実線Cに示
す軌跡となる。その後、直流電源(1)から起動抵抗(10)
及び駆動用平滑コンデンサ(12)を介して制御回路(8)内
の制御電源回路(24)に印加される直流電圧VINが再び駆
動電圧VSRTに達するまで制御回路(8)の動作は停止し、
駆動電圧VSRTに達した時点で再び動作を開始する。以
上の動作の繰り返しにより、制御回路(8)の間欠発振動
作が行われる。
Other problems of the prior art shown in FIG.
In the excitation type flyback type DC-DC converter, as shown in FIG.
The output characteristics are as shown in. In FIG. 25, the solid line A
DC output voltage VOUTIn the steady state when is constant
The operating state is shown and the load is not heavier in the section shown by the solid line B.
It shows the operating state at the time of overload. That is, on the solid line B
The operation status in the section shown is the detection signal of the current detection resistor (9).
Issue VOCPBased on the overcurrent limit comparator (19)
The primary winding (2a) of the transformer (2) or the MOS-FET (3)
Current IDIndicates that the value is limited to the set value. Tiger
The power P [W] transmitted from the primary side of the sensor (2) to the secondary side is
The oscillation frequency is f [Hz] and the inductance of the transformer (2) is
Let L [H] and the current flowing in the transformer (2) be I [A], P
= (1/2) / f / L / I2Generally known to be represented by the formula
Has been. Therefore, the section indicated by the solid line B is on the secondary side.
Output current IOUTThe DC output voltage VOUTIs lowered
Power P transmitted from the primary side to the secondary side of the transformer (2)
Shows a constant power characteristic that is limited to a constant value. Secondary side
Output current IOUTIs further increased, the DC output voltage VOUT
Is further reduced. Driving the control circuit (8) during normal operation
The dynamic power is generated in the drive winding (2c) of the transformer (2).
It is obtained by rectifying and smoothing the pressure with the auxiliary rectifying and smoothing circuit (13).
ing. The voltage of the drive winding (2c) and the voltage of the secondary winding (2b)
The output current I on the secondary side is proportional to each other.OUTBut
If it increases, the voltage of the drive winding (2c) will decrease. By this
Directly applied to the control power circuit (24) in the control circuit (8).
Current voltage VINIs the stop voltage VSTPBelow the control circuit (8)
Operation stops and the secondary side output current IOUTAnd DC output
Voltage V OUTAre shown in solid line C in FIG.
It becomes a locus. After that, start resistance (10) from DC power supply (1)
And in the control circuit (8) through the driving smoothing capacitor (12)
Voltage V applied to the control power supply circuit (24) ofINWill drive again
Dynamic voltage VSRTThe operation of the control circuit (8) is stopped until
Drive voltage VSRTWhen it reaches, the operation starts again. Since
By repeating the above operation, intermittent vibration of the control circuit (8)
The work is done.

【0009】したがって、図25の実線Bに示す区間、
即ち過負荷時では、2次側の出力電流IOUTが過剰に増
加するため、出力整流平滑回路(6)を構成する整流ダイ
オード(4)に加わる電気的なストレスが大きくなり、最
悪の場合には整流ダイオード(4)が破壊されることがあ
った。
Therefore, the section shown by the solid line B in FIG.
That is, at the time of overload, the output current I OUT on the secondary side excessively increases, so that the electrical stress applied to the rectifying diode (4) forming the output rectifying and smoothing circuit (6) becomes large, and in the worst case, The rectifier diode (4) was sometimes destroyed.

【0010】そこで、本発明の目的は、過負荷時、負荷
短絡時又は起動時に1次側及び2次側の各部品に加わる
電気的なストレスを軽減できるスイッチング電源装置を
提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of reducing the electrical stress applied to each component on the primary side and the secondary side at the time of overload, short circuit of load, or startup.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によるスイッチン
グ電源装置は、直流電源(1)と、直流電源(1)に対して直
列に接続されたトランス(2)の1次巻線(2a)及びスイッ
チング素子(3)と、トランス(2)の2次巻線(2b)に接続さ
れ且つ直流出力電圧(VOUT)を発生する出力整流平滑回路
(6)と、直流出力電圧(VOUT)を検出する電圧検出手段(7)
と、電圧検出手段(7)からの検出信号(VFB)を受信し且つ
直流出力電圧(VOUT)が略一定となるようにスイッチング
素子(3)のオン・オフ期間を制御する制御回路(8)と、ト
ランス(2)の1次巻線(2a)又はスイッチング素子(3)に流
れる電流(ID)を検出する電流検出手段(9)とを備えてい
る。制御回路(8)は、1次巻線(2a)又はスイッチング素
子(3)に流れる最大電流値を規定する第1の基準電圧(V
RC)を発生する基準電圧発生手段(16)と、電流検出手段
(9)の検出信号(VOCP)の電圧レベルが基準電圧発生手段
(16)の第1の基準電圧(VRC)のレベルに達したときにス
イッチング素子(3)をオフ状態にする過電流制限手段(1
9)とを有し、過負荷時、負荷短絡時又は起動時に、電圧
検出手段(7)の検出信号(VFB)の電圧レベルが第2の基準
電圧(VRV)のレベルを超えたときに電圧レベル変更信号
(VCH)を出力する電圧レベル検出手段(27)と、電圧レベ
ル検出手段(27)の電圧レベル変更信号(VCH)により基準
電圧発生手段(16)の第1の基準電圧(VRC)の絶対値レベ
ルを低下させるか又は電流検出手段(9)の検出信号
(VOCP)の電圧の絶対値レベルを上昇させる電圧レベル変
更手段(28)とを有する。
A switching power supply device according to the present invention comprises a DC power supply (1), a primary winding (2a) of a transformer (2) connected in series with the DC power supply (1), and An output rectifying and smoothing circuit connected to the switching element (3) and the secondary winding (2b) of the transformer (2) and generating a DC output voltage (V OUT ).
(6) and voltage detection means (7) for detecting the DC output voltage (V OUT ).
And a control circuit for receiving the detection signal (V FB ) from the voltage detection means (7) and controlling the on / off period of the switching element (3) so that the DC output voltage (V OUT ) becomes substantially constant ( 8) and a current detecting means (9) for detecting a current ( ID ) flowing through the primary winding (2a) of the transformer (2) or the switching element (3). The control circuit (8) has a first reference voltage (V that regulates the maximum current value flowing in the primary winding (2a) or the switching element (3).
RC ) generating reference voltage generation means (16) and current detection means
The voltage level of the detection signal (V OCP ) in (9) is the reference voltage generation means.
When the level of the first reference voltage (V RC ) of (16) is reached, the overcurrent limiting means (1
9) and when the voltage level of the detection signal (V FB ) of the voltage detection means (7) exceeds the level of the second reference voltage (V RV ) at the time of overload, load short-circuit or start-up. Voltage level change signal to
The first reference voltage (V RC ) of the reference voltage generation means (16) by the voltage level detection means (27) that outputs (V CH ), and the voltage level change signal (V CH ) of the voltage level detection means (27). Lowering the absolute value level of or the detection signal of the current detection means (9)
A voltage level changing means (28) for increasing the absolute value level of the voltage (V OCP ).

【0012】過負荷時、負荷短絡時又は起動時に、電流
検出手段(9)の検出信号(VOCP)の電圧レベルが基準電圧
発生手段(16)の基準電圧(VRC)のレベルに達すると、過
電流制限手段(19)によりスイッチング素子(3)がオフ状
態となり、トランス(2)の1次巻線(2a)又はスイッチン
グ素子(3)に流れる1次側電流(ID)が制限される。この
とき、直流出力電圧(VOUT)が低下し、電圧検出手段(7)
の検出信号(VFB)の電圧レベルが基準電圧(VRV)のレベル
以下になると、電圧レベル検出手段(27)から電圧レベル
変更信号(VCH)が出力される。電圧レベル検出手段(27)
から電圧レベル変更信号(VCH)が出力されると、電圧レ
ベル変更手段(28)により基準電圧発生手段(16)の基準電
圧(VRC)の絶対値レベルが低下するか又は電流検出手段
(9)の検出信号(VOCP)の電圧の絶対値レベルが上昇し、
少ない1次側電流(ID)でスイッチング素子(3)がオフ状
態となる。これにより、過負荷時、負荷短絡時又は起動
時にトランス(2)の1次巻線(2a)側及び2次巻線(2b)側
に流れる電流がより強く制限されるので、1次側のスイ
ッチング素子(3)及び2次側の出力整流平滑回路(6)を構
成する整流素子(4)並びに平滑コンデンサ(5)に加わる電
気的なストレスを軽減することができる。
When the voltage level of the detection signal (V OCP ) of the current detection means (9) reaches the level of the reference voltage (V RC ) of the reference voltage generation means (16) at the time of overload, load short-circuit or start-up. The switching element (3) is turned off by the overcurrent limiting means (19), and the primary side current ( ID ) flowing through the primary winding (2a) of the transformer (2) or the switching element (3) is limited. It At this time, the DC output voltage (V OUT ) drops and the voltage detection means (7)
When the voltage level of the detection signal (V FB ) becomes lower than the level of the reference voltage (V RV ), the voltage level change signal (V CH ) is output from the voltage level detection means (27). Voltage level detection means (27)
When the voltage level change signal (V CH ) is output from the voltage level change means (28), the absolute value level of the reference voltage (V RC ) of the reference voltage generation means (16) decreases or the current detection means
The absolute value level of the voltage of the detection signal (V OCP ) of (9) rises,
The switching element (3) is turned off with a small primary side current ( ID ). As a result, the current flowing through the primary winding (2a) side and the secondary winding (2b) side of the transformer (2) at the time of overload, load short-circuit or startup is more strongly limited, so that the primary side The electrical stress applied to the switching element (3), the rectifying element (4) forming the secondary side output rectifying and smoothing circuit (6), and the smoothing capacitor (5) can be reduced.

【0013】本発明の実施の形態では、直流電源(1)に
接続され且つ起動時に制御回路(8)へ駆動用電力を供給
する起動手段(10)と、トランス(2)の1次巻線(2a)及び
2次巻線(2b)と電磁的に結合する駆動巻線(2c)と、駆動
巻線(2c)に接続され且つ制御回路(8)を駆動する直流電
圧(VIN)を出力する補助整流平滑回路(13)とを備えてい
る。本発明をフォワード型のスイッチング電源装置に適
用した実施の形態では、直流電源(1)に接続され且つ制
御回路(8)に駆動用電力を供給する駆動電源回路を備え
ている。本発明での電圧検出手段(7)は、2次巻線(2b)
側又は駆動巻線(2c)側に発生する直流電圧を直流出力電
圧(VOUT)として検出する。トランス(2)の2次巻線(2b)
の電圧に比例する電圧が駆動巻線(2c)に発生するため、
駆動巻線(2c)側に発生する直流電圧(VIN)は2次巻線(2
b)側に発生する直流出力電圧(VOUT)に比例する。したが
って、2次巻線(2b)側の直流出力電圧(VOUT)の変化分を
駆動巻線(2c)側で検出できるので、2次側の回路構成を
簡略化することが可能となる。
In the embodiment of the present invention, the starting means (10) which is connected to the DC power source (1) and supplies driving power to the control circuit (8) at the time of starting, and the primary winding of the transformer (2). A drive winding (2c) electromagnetically coupled to (2a) and the secondary winding (2b), and a DC voltage (V IN ) connected to the drive winding (2c) and driving the control circuit (8) And an auxiliary rectifying / smoothing circuit (13) for outputting. An embodiment in which the present invention is applied to a forward type switching power supply device is provided with a drive power supply circuit which is connected to a DC power supply (1) and supplies drive power to a control circuit (8). The voltage detecting means (7) in the present invention is the secondary winding (2b).
Side or drive winding (2c) side DC voltage is detected as DC output voltage (V OUT ). Secondary winding (2b) of transformer (2)
Since a voltage proportional to the voltage of is generated in the drive winding (2c),
The DC voltage (V IN ) generated on the drive winding (2c) side is the secondary winding (2
It is proportional to the DC output voltage (V OUT ) generated on the b) side. Therefore, the amount of change in the DC output voltage (V OUT ) on the secondary winding (2b) side can be detected on the drive winding (2c) side, so that the circuit configuration on the secondary side can be simplified.

【0014】本発明の他の実施の形態では、電圧レベル
検出手段(27)からの出力信号(VCH)を受信し、一定時間
が経過した後に出力信号(VCH)を出力する遅延手段(33)
を備える。ノイズ等により2次側の電圧が瞬時的に低下
した場合は、電圧レベル変更手段(28)が作動しないの
で、過電流制限手段(19)の誤動作を防止できる。また、
起動時のみ電圧レベル検出手段(27)の出力信号(VCH)の
出力を禁止する出力信号禁止手段(34)を備えた実施の形
態では、起動時において過電流制限手段(19)の電流制限
量が緩和されるので、起動時にのみ1次側及び2次側に
大きな電流を流すことが可能となり、スイッチング電源
装置の起動を迅速に行うことができる。
[0014] In another embodiment of the present invention, delay means for receiving the output signal (V CH) from the voltage level detection means (27), and outputs an output signal (V CH) after a predetermined time has elapsed ( 33)
Equipped with. When the voltage on the secondary side instantaneously drops due to noise or the like, the voltage level changing means (28) does not operate, so that malfunction of the overcurrent limiting means (19) can be prevented. Also,
In the embodiment provided with the output signal prohibiting means (34) for prohibiting the output of the output signal (V CH ) of the voltage level detecting means (27) only at the time of starting, the current limiting of the overcurrent limiting means (19) at the time of starting is performed. Since the amount is relaxed, a large current can be made to flow to the primary side and the secondary side only at the time of startup, and the switching power supply device can be quickly started.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるスイッチング
電源装置を他励式フライバック型DC−DCコンバータ
に適用した各実施の形態を図1〜図18に基づいて説明
する。但し、これらの図面では図19〜図25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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments in which a switching power supply device according to the present invention is applied to a separately excited flyback type DC-DC converter will be described below with reference to FIGS. However, in these drawings, portions substantially the same as the portions shown in FIGS. 19 to 25 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0016】本発明の実施の形態での他励式フライバッ
ク型DC−DCコンバータは、図1に示すように、直流
電源(1)と、直流電源(1)に対して直列に接続されたトラ
ンス(2)の1次巻線(2a)及びスイッチング素子としての
MOS-FET(3)と、トランス(2)の2次巻線(2b)に接
続され且つ直流出力電圧VOUTを発生する出力整流平滑
回路(6)と、直流出力電圧VOUTを検出する電圧検出手段
(出力電圧検出回路)(7)と、電圧検出手段(7)からの検
出信号VFBを受信し且つ直流出力電圧VOUTのレベルが
略一定となるようにMOS-FET(3)のオン・オフ期間
を制御するオン信号又はオフ信号VGを発生するオン・
オフ信号発生手段(25)を有する制御回路(8)と、トラン
ス(2)の1次巻線(2a)又はMOS-FET(3)に流れる電
流IDを負電圧として検出する電流検出手段(電流検出
用抵抗)(9)と、直流電源(1)に接続され且つ起動時に制
御回路(8)へ駆動用電力を供給する起動手段(起動抵
抗)(10)と、トランス(2)の1次巻線(2a)及び2次巻線
(2b)と電磁的に結合する駆動巻線(2c)と、駆動巻線(2c)
に接続され且つ制御回路(8)を駆動する直流電圧VIN
出力する補助整流平滑回路(13)とを備えている。制御回
路(8)は、トランス(2)の1次巻線(2a)又はMOS-FE
T(3)に流れる最大電流値を規定する基準電圧VRCを発
生する基準電圧発生手段としての基準電源(16)と、電流
検出手段(9)の検出信号VO CPの電圧レベルが基準電源(1
6)の基準電圧VRCのレベルに達したときにMOS-FE
T(3)をオフ状態にする過電流制限手段(過電流制限用
コンパレータ)(19)と、起動手段(10)又は補助整流平滑
回路(13)からの直流電圧VINが駆動電圧VSR Tに達した
ときに制御回路(8)内の各素子への駆動用直流電力を供
給し且つ直流電圧VINが停止電圧VSTPまで低下したと
きに前記の各素子への駆動用直流電力の供給を停止する
制御電源回路(24)と、電圧検出手段(7)の検出信号VFB
の電圧レベルが基準電圧VRVのレベル以下となったとき
に電圧レベル変更信号VCHを出力する電圧レベル検出手
段(電圧レベル検出用コンパレータ)(27)と、電圧レベ
ル検出手段(27)の電圧レベル変更信号VCHにより基準電
源(16)の基準電圧VRCの絶対値レベルを低下させる(実
線部)か又は電流検出手段(9)の検出信号VOCPの電圧の
絶対値レベルを上昇させる(破線部)電圧レベル変更手
段(電圧レベル変更回路)(28)とを有する。
The separately excited flyback type DC-DC converter according to the embodiment of the present invention is, as shown in FIG. 1, a DC power source (1) and a transformer connected in series to the DC power source (1). Output rectification that is connected to the primary winding (2a) of (2) and the MOS-FET (3) as a switching element, and the secondary winding (2b) of the transformer (2) and that generates a DC output voltage V OUT a smoothing circuit (6), voltage detection means (output voltage detection circuit) for detecting a DC output voltage V OUT and (7), receives the detection signal V FB from the voltage detecting means (7) and the DC output voltage V OUT ON-signal for controlling the ON-OFF period of the MOS-FET (3) or an ON-signal for generating an OFF signal V G so that the level of V is almost constant.
A control circuit (8) having an off signal generating means (25) and a current detecting means for detecting a current ID flowing through the primary winding (2a) of the transformer (2) or the MOS-FET (3) as a negative voltage ( Current detection resistor) (9), starting means (starting resistor) (10) connected to the DC power supply (1) and supplying driving power to the control circuit (8) at startup, and the transformer (2) Secondary winding (2a) and secondary winding
Drive winding (2c) electromagnetically coupled to (2b) and drive winding (2c)
And an auxiliary rectifying / smoothing circuit (13) that outputs a DC voltage V IN that drives the control circuit (8). The control circuit (8) is the primary winding (2a) of the transformer (2) or MOS-FE.
The reference power source (16) as a reference voltage generating means for generating a reference voltage V RC that defines the maximum current value flowing through T (3) and the voltage level of the detection signal V O CP of the current detecting means (9) are the reference power source. (1
When the level of the reference voltage V RC of 6) is reached, MOS-FE
The DC voltage V IN from the overcurrent limiting means (overcurrent limiting comparator) (19) for turning off T (3) and the starting means (10) or the auxiliary rectifying / smoothing circuit (13) is the drive voltage V SR T. Drive DC power to each element in the control circuit (8) is reached, and when the DC voltage V IN drops to the stop voltage V STP , drive DC power is supplied to each element. Control power supply circuit (24) for stopping the voltage and the detection signal V FB of the voltage detection means (7)
Of the voltage level detection means (comparator for voltage level detection) (27) that outputs the voltage level change signal V CH when the voltage level of the voltage level of the reference voltage V RV is lower than the level of the reference voltage VRV , and the voltage of the voltage level detection means (27). The level change signal V CH lowers the absolute value level of the reference voltage V RC of the reference power source (16) (solid line part) or raises the absolute value level of the voltage of the detection signal V OCP of the current detecting means (9) ( And a voltage level changing means (voltage level changing circuit) (28).

【0017】図1に示す他励式フライバック型DC−D
Cコンバータの詳細な回路構成を図2に示す。即ち、図
2に示す本発明の一実施の形態の他励式フライバック型
DC−DCコンバータは、出力電圧検出回路(7)の検出
信号VFBの有無を検出する電圧レベルを規定する基準電
圧VRVを発生する基準電源(26)と、出力電圧検出回路
(7)の検出信号VFBの電圧レベルが基準電源(26)の基準
電圧VRVのレベル以下となったときに高い電圧(H)レベ
ルの電圧レベル変更信号VCHを出力する電圧レベル検出
手段としての電圧レベル検出用コンパレータ(27)と、電
圧レベル検出用コンパレータ(27)の電圧レベル変更信号
CHにより基準電源(16)の基準電圧VRCの絶対値レベル
を低下させる電圧レベル変更手段としての電圧レベル変
更回路(28)とを制御回路(8)内に設けた点で図19に示
す従来の他励式フライバック型DC−DCコンバータと
相違する。図2に示す電流モード制御用コンパレータ(2
0)、ORゲート(21)、パルス発生器(22)及びR-Sフリ
ップフロップ(23)は、図1に示すオン・オフ信号発生手
段(25)を構成する。また、図2に示すレベルシフト用抵
抗(17,18)の接続点の電圧VOCPのレベルは、起動前の状
態で0[V]、起動後でMOS-FET(3)に流れる電流I
Dがゼロのときに1.5[V]となるように各抵抗(17,18)
の抵抗値を適宜選択することにより設定される。その他
の構成は、図19に示す従来の他励式フライバック型D
C−DCコンバータと同一である。なお、図2に示す場
合の基準電源(16)から電圧レベル変更回路(28)を介して
出力される基準電圧VRCL,VRCH(図3)の絶対値レベ
ルは、起動後のMOS-FET(3)に流れる電流ID(図
4(A))がゼロのときのレベルシフト用抵抗(17,18)の
接続点の電圧VOCP(図4(E))のレベル(1.5[V])
と電圧レベル変更回路(28)から出力される基準電圧V
RCL,VRCHのレベルとの差となる。因みに、トランス(2)
の1次巻線(2a)又はMOS-FET(3)に流れる電流ID
を電流検出用抵抗(9)により正電圧として検出する場合
(図15)において基準電源(16)から電圧レベル変更回
路(28)を介して出力される基準電圧VRCL,VRCHの絶対
値レベルは、電圧レベル変更回路(28)から出力される基
準電圧VRCL,VRCHのレベルそのものとなる。
Separately excited flyback type DC-D shown in FIG.
The detailed circuit configuration of the C converter is shown in FIG. That is, the separately excited flyback DC-DC converter according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 has a reference voltage V that defines a voltage level for detecting the presence or absence of the detection signal V FB of the output voltage detection circuit (7). Reference power supply (26) that generates RV and output voltage detection circuit
Voltage level detecting means for outputting a voltage level change signal V CH of high voltage (H) level when the voltage level of the detection signal V FB of (7) becomes equal to or lower than the level of the reference voltage V RV of the reference power supply (26) As a voltage level detecting comparator (27) and a voltage level changing means for decreasing the absolute value level of the reference voltage V RC of the reference power source (16) by the voltage level changing signal V CH of the voltage level detecting comparator (27). 19 in that the voltage level changing circuit (28) and the voltage level changing circuit (28) are provided in the control circuit (8), which is different from the conventional separately excited flyback type DC-DC converter shown in FIG. The current mode control comparator (2
0), the OR gate (21), the pulse generator (22) and the RS flip-flop (23) constitute the on / off signal generating means (25) shown in FIG. In addition, the level of the voltage V OCP at the connection point of the level shift resistors (17, 18) shown in FIG. 2 is 0 [V] before the activation, and the current I flowing through the MOS-FET (3) after the activation.
Each resistance (17,18) so that it becomes 1.5 [V] when D is zero.
It is set by appropriately selecting the resistance value of. Other configurations are the conventional separately-excited flyback type D shown in FIG.
It is the same as the C-DC converter. The absolute value level of the reference voltages V RCL and V RCH (FIG. 3) output from the reference power source (16) through the voltage level changing circuit (28) in the case shown in FIG. The level of the voltage V OCP (Fig. 4 (E)) at the connection point of the level shift resistors (17, 18) when the current ID (Fig. 4 (A)) flowing through (3) is zero (1.5 [ V])
And the reference voltage V output from the voltage level changing circuit (28)
It is the difference between the RCL and VRCH levels. By the way, transformer (2)
Current I D flowing in the primary winding (2a) or MOS-FET (3) of
When the voltage is detected as a positive voltage by the current detection resistor (9) (FIG. 15), the absolute value levels of the reference voltages V RCL and V RCH output from the reference power supply (16) through the voltage level changing circuit (28) Is the level itself of the reference voltages VRCL and VRCH output from the voltage level changing circuit (28).

【0018】電圧レベル変更回路(28)は、図3に示すよ
うに、一端が基準電源(16)の正(+)側に接続された分圧
抵抗(29)と、分圧抵抗(29)の他端と基準電源(16)の負
(-)側との間に直列に接続された分圧抵抗(30)及びNP
Nトランジスタ(31)と、電圧レベル検出用コンパレータ
(27)の出力端子とNPNトランジスタ(31)のベース端子
との間に接続された反転器(32)とから構成される。この
ため、電圧レベル検出用コンパレータ(27)から出力され
る電圧レベル変更信号VCHの電圧レベルが低(L)レベル
のときは、NPNトランジスタ(31)がオン状態となるの
で、分圧抵抗(29,30)の分圧点から低い値の基準電圧V
RCLを発生する。また、電圧レベル変更信号VCHの電圧
レベルが高(H)レベルのときは、NPNトランジスタ(3
1)がオフ状態となるので、分圧抵抗(29,30)の分圧点か
ら高い値の基準電圧VRCHを発生する。ここでは、低い
値の基準電圧VRCLが0.6[V]、高い値の基準電圧V
RCHが1.0[V]となるように基準電源(16)の基準電圧V
RCの値及び分圧抵抗(29,30)の抵抗値が適宜選択され
る。したがって、電圧レベル検出用コンパレータ(27)の
電圧レベル変更信号VCHの電圧レベルが高(H)レベルの
ときに電圧レベル変更回路(28)の分圧抵抗(29,30)の分
圧点から出力される基準電圧VRCHの絶対値レベルは1.
5[V]−1.0[V]=0.5[V]となり、電圧レベル変更
信号VCHの電圧レベルが低(L)レベルのときに電圧レベ
ル変更回路(28)の分圧抵抗(29,30)の分圧点から出力さ
れる基準電圧VRCLの絶対値レベルは1.5[V]−0.6
[V]=0.9[V]となる。また、基準電源(26)の基準電
圧VRVは0.1〜0.5[V]程度に設定される。
As shown in FIG. 3, the voltage level changing circuit (28) has a voltage dividing resistor (29) having one end connected to the positive (+) side of the reference power source (16) and a voltage dividing resistor (29). The other end of the reference voltage (16)
Voltage dividing resistor (30) and NP connected in series with (-) side
N-transistor (31) and comparator for voltage level detection
The inverter (32) is connected between the output terminal of (27) and the base terminal of the NPN transistor (31). Therefore, when the voltage level change signal V CH output from the voltage level detection comparator (27) is at a low (L) level, the NPN transistor (31) is turned on, and the voltage dividing resistor ( Lower reference voltage V from the voltage dividing point of 29, 30)
Generates RCL . Further, when the voltage level of the voltage level change signal V CH is high (H) level, the NPN transistor (3
Since 1) is turned off, the reference voltage V RCH having a high value is generated from the voltage dividing point of the voltage dividing resistor (29, 30). Here, the low reference voltage V RCL is 0.6 [V] and the high reference voltage V RCL is
Reference voltage V of reference power supply (16) so that RCH becomes 1.0 [V]
The value of RC and the resistance value of the voltage dividing resistors (29, 30) are appropriately selected. Therefore, when the voltage level change signal V CH of the voltage level detection comparator (27) is at a high (H) level, from the voltage dividing point of the voltage dividing resistance (29, 30) of the voltage level changing circuit (28). The absolute value level of the output reference voltage V RCH is 1.
5 [V] -1.0 [V] = 0.5 [V], and when the voltage level of the voltage level change signal VCH is a low (L) level, the voltage dividing resistor (28) of the voltage level change circuit (28) ( The absolute value level of the reference voltage V RCL output from the voltage dividing point of (29, 30) is 1.5 [V] -0.6.
[V] = 0.9 [V]. The reference voltage V RV of the reference power source (26) is set to about 0.1 to 0.5 [V].

【0019】次に、図2に示す他励式フライバック型D
C−DCコンバータの動作を図4〜図7を用いて説明す
る。起動時に、直流電源(1)から起動抵抗(10)を介して
補助整流平滑回路(13)の駆動用平滑コンデンサ(12)に充
電電流が流れ、図4(B)に示すように駆動用平滑コンデ
ンサ(12)の充電電圧VINが時刻t0において駆動電圧V
SRTに達すると、制御回路(8)内の制御電源回路(24)が駆
動される。これにより、制御回路(8)を構成する各素子
(16〜23)に駆動用直流電力が供給され、図4(E)に示す
ようにレベルシフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCP
が0[V]から1.5[V]となる。このとき、出力電圧検
出回路(7)の検出信号VFBの電圧レベルは基準電源(26)
の基準電圧VRVのレベル以下で略0[V]であるから、電
圧レベル検出用コンパレータ(27)から高い電圧(H)レベ
ルの電圧レベル変更信号VCHが出力され、図4(E)に示
すように電圧レベル変更回路(28)から1.0[V]の基準
電圧VRCHが出力される。制御電源回路(24)から供給さ
れる駆動用直流電力によりパルス発生器(22)が駆動さ
れ、パルス発生器(22)のパルス信号V4がR-Sフリップ
フロップ(23)のセット端子(S)に入力されてセット状態
になると、R-Sフリップフロップ(23)からMOS-FE
T(3)のゲート端子に高い電圧(H)レベルのオン信号VG
が付与され、MOS-FET(3)がオン状態となる。この
とき、図4(A)に示すようにMOS-FET(3)に流れる
電流IDが直線的に増加すると共に、図4(E)に示すよ
うに電流検出用抵抗(9)の検出信号のレベルシフト用抵
抗(17,18)の接続点での電圧VOCPが直線的に減少する。
レベルシフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPのレベ
ルが電圧レベル変更回路(28)の基準電圧VRCHのレベル
に達すると、過電流制限用コンパレータ(19)から高い電
圧(H)レベルの信号V1が出力される。一方、起動時の
出力電圧検出回路(7)からの検出信号VFBの電圧レベル
は、図4(E)に示すように略0[V]であるから、電流モ
ード制御用コンパレータ(20)から低い電圧(L)レベルの
信号V2が出力される。これにより、過電流制限用コン
パレータ(19)からの高い電圧(H)レベルの論理和信号V
3がORゲート(21)から出力され、R-Sフリップフロッ
プ(23)のリセット端子(R)に入力されてリセット状態と
なり、R-Sフリップフロップ(23)からMOS-FET
(3)のゲート端子に低い電圧(L)レベルのオフ信号VG
付与されてMOS-FET(3)がオフ状態となる。このと
き、図4(A)に示すようにMOS-FET(3)に流れる電
流I Dが略ゼロとなる。MOS-FET(3)がオフしてか
ら一定時間(10[μs]〜50[μs]程度)が経過する
と、パルス発生器(22)のパルス信号V4が再びR-Sフリ
ップフロップ(23)のセット端子(S)に入力されてセット
状態となり、R-Sフリップフロップ(23)からMOS-F
ET(3)のゲート端子に高い電圧(H)レベルのオン信号
Gが付与されてMOS-FET(3)が再びオン状態とな
る。
Next, the separately excited flyback type D shown in FIG.
The operation of the C-DC converter will be described with reference to FIGS.
It At startup, from the DC power supply (1) through the startup resistor (10)
Used for the smoothing capacitor (12) for driving the auxiliary rectifying and smoothing circuit (13).
An electric current flows, and as shown in FIG.
Charger voltage V of sensor (12)INAt time t0Drive voltage V
SRTControl power circuit (24) in the control circuit (8)
Be moved. As a result, each element that constitutes the control circuit (8)
DC power for driving is supplied to (16 to 23), as shown in FIG.
The voltage V at the connection point of the level shift resistors (17, 18)OCP
Changes from 0 [V] to 1.5 [V]. At this time, output voltage detection
Detection signal V of output circuit (7)FBThe voltage level of the reference power supply (26)
Reference voltage VRVSince it is almost 0 [V] below the level of
A high voltage (H) level is output from the pressure level detection comparator (27).
Voltage level change signal VCHIs output and is shown in Fig. 4 (E).
As the voltage level change circuit (28) makes a reference of 1.0 [V]
Voltage VRCHIs output. Supplied from the control power circuit (24)
The pulse generator (22) is driven by the driving DC power.
Pulse signal V of the pulse generator (22)FourIs an RS flip
Input to the set terminal (S) of the flop (23) to set state
Then, from the RS flip-flop (23) to the MOS-FE
ON signal V of high voltage (H) level at the gate terminal of T (3)G
Is added to turn on the MOS-FET (3). this
At this time, as shown in FIG. 4 (A), the current flows to the MOS-FET (3).
Current IDIncreases linearly, as shown in Fig. 4 (E).
Resistance of the detection signal of the current detection resistor (9) for level shifting.
Voltage V at the connection point of anti- (17,18)OCPDecreases linearly.
Voltage V at the connection point of the level shift resistors (17, 18)OCPLevel
Is the reference voltage V of the voltage level change circuit (28)RCHLevel of
Is reached, the high current from the overcurrent limiting comparator (19)
Pressure (H) level signal V1Is output. On the other hand, at startup
Detection signal V from output voltage detection circuit (7)FBVoltage level
Is approximately 0 [V] as shown in FIG.
Of low voltage (L) level from the comparator (20)
Signal V2Is output. This allows the overcurrent limiting
High voltage (H) level OR signal V from the palletizer (19)
3Is output from the OR gate (21), and the RS flip-flop is
Input to the reset terminal (R) of the
, R-S flip-flop (23) to MOS-FET
Off signal V of low voltage (L) level at the gate terminal of (3)GBut
When applied, the MOS-FET (3) is turned off. This and
The current flowing in the MOS-FET (3) as shown in FIG.
Flow I DIs almost zero. Is the MOS-FET (3) off?
A certain time (10 [μs] to 50 [μs]) elapses
And the pulse signal V of the pulse generator (22)FourIs R-S free again
Set to the set terminal (S) of the flip-flop (23).
Then, the RS flip-flop (23) is turned on and the MOS-F is turned on.
High voltage (H) level ON signal at the gate terminal of ET (3)
VGIs added and the MOS-FET (3) is turned on again.
It

【0020】以上のMOS-FET(3)のオン・オフ動作
の繰り返しにより、2次側の出力整流平滑回路(6)の直
流出力電圧VOUTが図4(C)に示すように直線的に上昇
する。これに伴って、駆動用平滑コンデンサ(12)の充電
電圧VINは図4(B)に示すように直線的に低下するが、
トランス(2)の2次巻線(2b)の電圧に比例する電圧が駆
動巻線(2c)に発生するため、直流出力電圧VOUTの上昇
に伴って補助整流平滑回路(13)からの直流電圧VINが直
線的に上昇する。このため、制御回路(8)内の制御電源
回路(24)に印加される直流電圧VINは図4(B)に示すよ
うに停止電圧VST P付近まで低下した後、再び直線的に
上昇して行く。したがって、起動時以降は補助整流平滑
回路(13)からの直流電圧VINにより制御回路(8)内の制
御電源回路(24)が駆動される。2次側の出力整流平滑回
路(6)の直流出力電圧VOUTの上昇に伴って、出力電圧検
出回路(7)からの検出信号VFBの電圧も図4(E)に示す
ように0[V]から直線的に上昇し、時刻t1において基
準電源(26)の基準電圧VRVのレベルより高くなると、電
圧レベル検出用コンパレータ(27)から低い電圧(L)レベ
ルの電圧レベル変更信号VCHが出力される。これによ
り、電圧レベル変更回路(28)から出力される基準電圧が
図4(E)に示すようにVRCH=1.0[V]からVRC L=0.
6[V]に切り換えられる。
By repeating the on / off operation of the MOS-FET (3), the DC output voltage V OUT of the secondary side output rectifying / smoothing circuit (6) is linearly changed as shown in FIG. 4 (C). To rise. Along with this, the charging voltage V IN of the driving smoothing capacitor (12) decreases linearly as shown in FIG. 4 (B).
Since a voltage proportional to the voltage of the secondary winding (2b) of the transformer (2) is generated in the drive winding (2c), the direct current from the auxiliary rectifying / smoothing circuit (13) increases as the direct current output voltage V OUT increases. The voltage V IN rises linearly. Therefore, the DC voltage V IN applied to the control power supply circuit (24) in the control circuit (8) drops linearly again after it has dropped to around the stop voltage V ST P as shown in FIG. 4 (B). To go. Therefore, after the start-up, the control power supply circuit (24) in the control circuit (8) is driven by the DC voltage V IN from the auxiliary rectifying / smoothing circuit (13). As the DC output voltage V OUT of the secondary side output rectifying / smoothing circuit (6) rises, the voltage of the detection signal V FB from the output voltage detecting circuit (7) also becomes 0 [as shown in FIG. 4 (E). V] and then becomes higher than the level of the reference voltage V RV of the reference power supply (26) at time t 1 , the voltage level detection signal V of the low voltage (L) level is output from the voltage level detection comparator (27). CH is output. Thus, V RC L = 0 from V RCH = 1.0 [V] so that the reference voltage output from the voltage level changing circuit (28) shown in FIG. 4 (E).
It is switched to 6 [V].

【0021】更に、図4(E)に示すように出力電圧検出
回路(7)からの検出信号VFBの電圧レベルが電圧レベル
変更回路(28)から出力される基準電圧VRCLのレベルを
超え、レベルシフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCP
のレベルが出力電圧検出回路(7)からの検出信号VFB
電圧レベルに達すると、電流モード制御用コンパレータ
(20)から高い電圧(H)レベルの信号V2が出力される。
一方、過電流制限用コンパレータ(19)からは低い電圧
(L)レベルの信号V1が出力されるので、電流モード制
御用コンパレータ(20)からの高い電圧(H)レベルの論理
和信号V3がORゲート(21)から出力され、R-Sフリッ
プフロップ(23)のリセット端子(R)に入力されてリセッ
ト状態となり、R-Sフリップフロップ(23)からMOS-
FET(3)のゲート端子に低い電圧(L)レベルのオフ信
号VGが付与されてMOS-FET(3)がオフ状態とな
る。これにより、図4(A)に示すようにMOS-FET
(3)に流れる電流IDが略ゼロとなる。このとき、トラン
ス(2)の2次巻線(2b)から出力整流平滑回路(6)を介して
図示しない負荷に出力電流IOUTが流れ、図4(D)に示
すように直線的に増加して行く。時刻t2において、図
4(C)に示すように2次側の出力整流平滑回路(6)の直
流出力電圧VOUTが出力電圧検出回路(7)を構成する各素
子の諸定数で決定される検出電圧(例えば、出力端子間
の分圧抵抗の分圧比をR2/(R1+R2)、ツェナダイオー
ドのツェナ電圧をVZ[V]、NPNトランジスタのベー
ス・エミッタ間の電圧をVBE(0.6〜0.7程度)[V]と
すると、{(R 1+R2)/R2}×(VZ+VBE)[V])に達す
ると、起動状態から通常動作状態に移行し、2次側の出
力整流平滑回路(6)の直流出力電圧VOUTが図4(C)に示
すように略一定になると共に、補助整流平滑回路(13)か
らの直流電圧VINが図4(B)に示すように略一定とな
る。このとき、図4(E)に示すように出力電圧検出回路
(7)からの検出信号VFBの電圧レベルが高いため、レベ
ルシフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPの変化幅が
小さくなり、MOS-FET(3)のオン期間が短くなる。
このため、図4(A)に示すようにMOS-FET(3)に流
れる電流IDの最大値が低くなる。このときの2次側の
出力特性は、図5の実線Aに示すように出力整流平滑回
路(6)の直流出力電圧VOUTが略一定の定電圧特性とな
る。
Further, as shown in FIG. 4 (E), output voltage detection
Detection signal V from circuit (7)FBVoltage level is voltage level
Reference voltage V output from change circuit (28)RCLThe level of
Exceeded, the voltage V at the connection point of the level shift resistors (17, 18)OCP
Is the detection signal V from the output voltage detection circuit (7)FBof
When the voltage level is reached, the comparator for current mode control
High voltage (H) level signal V from (20)2Is output.
On the other hand, a low voltage is output from the overcurrent limiting comparator (19).
(L) level signal V1Is output, the current mode control
High voltage (H) level logic from control comparator (20)
Sum signal V3Is output from the OR gate (21), and R-S flip
Input to the reset terminal (R) of the
Then, the R-S flip-flop (23) turns on the MOS-
Low voltage (L) level off signal to the gate terminal of FET (3)
Issue VGIs added to turn off the MOS-FET (3).
It As a result, as shown in FIG.
Current I flowing in (3)DIs almost zero. At this time,
From the secondary winding (2b) of the switch (2) through the output rectifying and smoothing circuit (6)
Output current I to load not shownOUTFlow, as shown in Fig. 4 (D)
Increase linearly. Time t2At
As shown in 4 (C), the output rectifying and smoothing circuit (6) on the secondary side
Current output voltage VOUTAre the elements that make up the output voltage detection circuit (7).
Detection voltage (for example, between output terminals
R is the voltage division ratio of2/ (R1+ R2), Zena Daio
The zener voltage of VZ[V], NPN transistor base
Voltage between the emitter and emitter is VBE(About 0.6 to 0.7) [V]
Then, {(R 1+ R2) / R2} × (VZ+ VBE) [V])
Then, the startup state shifts to the normal operation state, and the secondary side outputs
DC output voltage V of force rectifying / smoothing circuit (6)OUTIs shown in Fig. 4 (C)
It becomes almost constant as shown below, and the auxiliary rectification smoothing circuit (13)
DC voltage VINIs almost constant as shown in FIG. 4 (B).
It At this time, as shown in FIG. 4 (E), the output voltage detection circuit
Detection signal V from (7)FBThe high voltage level of
Voltage V at the connection point of the resistor (17,18) for shifterOCPChange width of
It becomes smaller, and the ON period of the MOS-FET (3) becomes shorter.
Therefore, as shown in FIG. 4 (A), the current flows to the MOS-FET (3).
Current IDThe maximum value of becomes low. The secondary side at this time
The output characteristics are as shown in the solid line A of FIG.
DC output voltage V of line (6)OUTIs a constant voltage characteristic
It

【0022】2次側の図示しない負荷が重くなると、図
4(D)及び(E)に示すように2次側の出力電流IOUT
増加すると共に出力電圧検出回路(7)からの検出信号V
FBの電圧が低下する。図示しない負荷が更に重くなり、
過負荷状態になると、図4(D)及び(C)に示すように2
次側の出力電流IOUTが更に増加すると共に出力整流平
滑回路(6)の直流出力電圧VOUTが低下する。このため、
トランス(2)の駆動巻線(2c)に発生する電圧も低下し、
図4(B)に示すように制御回路(8)内の制御電源回路(2
4)に印加される直流電圧VINが低下する。図4(E)に示
すように、時刻t3において出力電圧検出回路(7)からの
検出信号VFBの電圧レベルが電圧レベル変更回路(28)か
ら出力される基準電圧VRCLのレベルを下回ると、電流
モード制御用コンパレータ(20)が動作しなくなり、代わ
って過電流制限用コンパレータ(19)が動作される。レベ
ルシフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPのレベルが
電圧レベル変更回路(28)から出力される基準電圧VRCL
のレベルに達すると、過電流制限用コンパレータ(19)か
ら高い電圧(H)レベルの信号V1が出力され、MOS-F
ET(3)がオフ状態となる。このとき、図5に示す2次
側の出力特性は実線Aに示す定電圧特性の領域から破線
Dに示す定電力特性の領域に移行する。
When the load (not shown) on the secondary side becomes heavy, the output current I OUT on the secondary side increases and the detection signal from the output voltage detection circuit (7) increases as shown in FIGS. 4 (D) and (E). V
The FB voltage drops. The load not shown becomes heavier,
When the overload condition occurs, as shown in FIGS. 4 (D) and 4 (C), 2
As the output current I OUT on the secondary side further increases, the DC output voltage V OUT of the output rectifying / smoothing circuit (6) decreases. For this reason,
The voltage generated in the drive winding (2c) of the transformer (2) also drops,
As shown in FIG. 4B, the control power supply circuit (2
The DC voltage V IN applied to 4) decreases. As shown in FIG. 4 (E), at time t 3 , the voltage level of the detection signal V FB from the output voltage detection circuit (7) falls below the level of the reference voltage V RCL output from the voltage level change circuit (28). Then, the current mode control comparator (20) does not operate, and the overcurrent limiting comparator (19) operates instead. The level of the voltage V OCP at the connection point of the level shift resistors (17, 18) is the reference voltage V RCL output from the voltage level changing circuit (28).
When it reaches the level of, the high voltage (H) level signal V 1 is output from the overcurrent limiting comparator (19), and the MOS-F
ET (3) is turned off. At this time, the output characteristic on the secondary side shown in FIG. 5 shifts from the constant voltage characteristic region shown by the solid line A to the constant power characteristic region shown by the broken line D.

【0023】図4(E)に示すように、時刻t4において
出力電圧検出回路(7)からの検出信号VFBの電圧レベル
が基準電源(26)の基準電圧VRVのレベル以下になると、
電圧レベル検出用コンパレータ(27)から高い電圧(H)レ
ベルの電圧レベル変更信号VCHが出力され、電圧レベル
変更回路(28)から出力される基準電圧がVRCL=0.6
[V]からVRCH=1.0[V]に切り換えられる。これによ
り、過電流制限用コンパレータ(19)による電流制限量が
増加してMOS-FET(3)に流れる電流IDの最大値が
図4(A)に示すように低くなり、トランス(2)の2次側
に流れる出力電流IOUTも小さくなるので、図5に示す
2次側の出力特性は出力電流IOUTの最大値IMX1が急激
にIMX2に減少し、実線Bに示す定電力特性の領域に移
行する。このとき、図4(D)に示すように2次側の出力
電流IOUTの増加は頭打ちになるが、出力整流平滑回路
(6)の直流出力電圧VOUTは図4(C)に示すように速やか
に低下して行き、これと共に制御回路(8)内の制御電源
回路(24)に印加される直流電圧VINも図4(B)に示すよ
うに速やかに低下して行く。
As shown in FIG. 4 (E), when the voltage level of the detection signal V FB from the output voltage detection circuit (7) becomes equal to or lower than the level of the reference voltage V RV of the reference power supply (26) at time t 4 ,
A high voltage (H) level voltage level change signal V CH is output from the voltage level detection comparator (27), and the reference voltage output from the voltage level change circuit (28) is V RCL = 0.6.
[V] is switched to V RCH = 1.0 [V]. As a result, the current limiting amount by the overcurrent limiting comparator (19) increases, and the maximum value of the current I D flowing in the MOS-FET (3) becomes low as shown in FIG. 4 (A), and the transformer (2) also becomes smaller the output current I OUT flows in the secondary side, the output characteristics of the secondary side shown in FIG. 5 is reduced to a maximum value I MX1 suddenly I MX2 output current I OUT, constant power indicated by the solid line B Move to the area of characteristics. At this time, as shown in FIG. 4D, the increase in the output current I OUT on the secondary side reaches a peak, but the output rectifying and smoothing circuit
The DC output voltage V OUT of (6) rapidly decreases as shown in FIG. 4 (C), and the DC voltage V IN applied to the control power supply circuit (24) in the control circuit (8) also increases. As shown in FIG. 4 (B), it decreases rapidly.

【0024】その後、図4(B)に示すように時刻t5
おいて制御回路(8)内の制御電源回路(24)に印加される
直流電圧VINが停止電圧VSTPまで低下すると、制御電
源回路(24)の動作が停止して制御回路(8)を構成する各
素子(16〜23)への駆動用直流電力の供給が停止し、制御
回路(8)の動作が停止する。このとき、図4(C)及び
(D)に示すように、出力整流平滑回路(6)の直流出力電
圧VOUTが急激に0[V]まで低下すると共に2次側の出
力電流IOUTも急激にゼロまで減少するので、図5に示
す2次側の出力特性は実線Bに示す定電力特性の領域か
ら実線Cに沿って原点Oに戻る軌跡を描く。制御回路
(8)内の制御電源回路(24)に印加される直流電圧VI N
停止電圧VSTPまで低下した後は、直流電源(1)により起
動抵抗(10)を介して補助整流平滑回路(13)の駆動用平滑
コンデンサ(12)が充電され、図4(B)に示すように駆動
用平滑コンデンサ(12)の充電電圧VINが時刻t6におい
て駆動電圧VS RTに達すると、制御回路(8)内の制御電源
回路(24)が再び駆動され、制御回路(8)が動作を開始す
る。過負荷状態では、2次側の直流出力電圧VOUTが上
昇しないため、トランス(2)の駆動巻線(2c)の電圧も上
昇しない。このため、制御回路(8)の動作に従って、図
4(C)及び(D)に示すように、出力整流平滑回路(6)の
直流出力電圧VOUT及び2次側の出力電流IOUTがゼロか
ら直線的に増加すると共に、補助整流平滑回路(13)の駆
動用平滑コンデンサ(12)の電圧VINが図4(B)に示すよ
うに低下する。時刻t7において、補助整流平滑回路(1
3)の駆動用平滑コンデンサ(12)の電圧VINが停止電圧V
STPまで低下すると、制御回路(8)の動作が停止し、図4
(C)及び(D)に示すように、出力整流平滑回路(6)の直
流出力電圧VOUTが急激に0[V]まで低下すると共に2
次側の出力電流IOUTも急激にゼロまで減少する。よっ
て、過負荷時は、補助整流平滑回路(13)の駆動用平滑コ
ンデンサ(12)の電圧VINが駆動電圧VSRTから停止電圧
STPまで低下する期間のみ制御回路(8)が動作する間欠
発振状態となる。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, when the DC voltage V IN applied to the control power supply circuit (24) in the control circuit (8) drops to the stop voltage V STP at time t 5 , the control power supply The operation of the circuit (24) stops, the supply of the driving DC power to the respective elements (16 to 23) forming the control circuit (8) stops, and the operation of the control circuit (8) stops. At this time, as shown in FIG.
As shown in (D), the DC output voltage V OUT of the output rectifying / smoothing circuit (6) rapidly decreases to 0 [V], and the secondary output current I OUT also rapidly decreases to zero. The output characteristic on the secondary side shown in FIG. 5 draws a locus returning from the region of the constant power characteristic shown by the solid line B to the origin O along the solid line C. Control circuit
(8) After the DC voltage V I N applied to the control power supply circuit (24) in drops to the stop voltage V STP, the DC power source (1) by starting resistor (10) auxiliary rectifier smoothing circuit via the ( When the driving smoothing capacitor (12) of 13) is charged and the charging voltage V IN of the driving smoothing capacitor (12) reaches the driving voltage V S RT at time t 6 as shown in FIG. 4B, control is performed. The control power supply circuit (24) in the circuit (8) is driven again, and the control circuit (8) starts operating. In the overload state, the DC output voltage V OUT on the secondary side does not rise, so the voltage of the drive winding (2c) of the transformer (2) also does not rise. Therefore, according to the operation of the control circuit (8), as shown in FIGS. 4C and 4D, the DC output voltage V OUT and the output current I OUT of the secondary side of the output rectifying / smoothing circuit (6) are zero. As shown in FIG. 4 (B), the voltage V IN of the driving smoothing capacitor (12) of the auxiliary rectifying / smoothing circuit (13) decreases linearly. At time t 7 , the auxiliary rectification smoothing circuit (1
The voltage V IN of the driving smoothing capacitor (12) in 3) is the stop voltage V
When it decreases to STP, the operation of the control circuit (8) stops and Fig. 4
As shown in (C) and (D), the DC output voltage V OUT of the output rectifying / smoothing circuit (6) sharply drops to 0 [V] and 2
The output current I OUT on the secondary side also rapidly decreases to zero. Therefore, at the time of overload, the control circuit (8) operates intermittently only during the period when the voltage V IN of the driving smoothing capacitor (12) of the auxiliary rectification smoothing circuit (13) decreases from the driving voltage V SRT to the stop voltage V STP. It becomes the oscillation state.

【0025】実際には、図5の実線Aに示す定電圧特性
領域の最大点IMX1から実線Bに示す定電力特性領域を
経て原点Oに戻る間の変化は瞬間的であるため、実際の
出力特性は図6に示すように所謂フの字状の軌跡を描
く。また、出力整流平滑回路(6)の出力側が短絡された
状態での図2に示す他励式フライバック型DC−DCコ
ンバータの出力特性は、トランス(2)の1次側から2次
側に伝達される電力がより強く制限されるため、図7に
示すように、出力短絡時における図19に示す従来の他
励式フライバック型DC−DCコンバータの出力特性が
描く軌跡Bよりも小さい軌跡Aを描く。
Actually, the change from the maximum point I MX1 of the constant voltage characteristic region shown by the solid line A in FIG. 5 to the origin O through the constant power characteristic region shown by the solid line B is instantaneous, so that The output characteristic draws a so-called fold-shaped locus as shown in FIG. The output characteristics of the separately excited flyback type DC-DC converter shown in Fig. 2 when the output side of the output rectifying / smoothing circuit (6) is short-circuited are transmitted from the primary side to the secondary side of the transformer (2). Since the generated electric power is more strongly limited, a locus A smaller than the locus B drawn by the output characteristic of the conventional separately-excited flyback type DC-DC converter shown in FIG. Draw.

【0026】本実施の形態では、過負荷時、負荷短絡時
又は起動時に電流検出用抵抗(9)の検出信号VOCPの電圧
レベルが基準電源(16)の基準電圧VRCのレベルに達する
と、過電流制限用コンパレータ(19)によりMOS-FE
T(3)がオフ状態となり、トランス(2)の1次巻線(2a)又
はMOS-FET(3)に流れる電流IDが制限される。こ
のとき、出力整流平滑回路(6)の直流出力電圧VOUTが低
下し、出力電圧検出回路(7)からの検出信号VFBの電圧
レベルが基準電源(26)の基準電圧VRVのレベル以下にな
ると、電圧レベル検出用コンパレータ(27)から高い電圧
(H)レベルの電圧レベル変更信号VCHが出力され、電圧
レベル変更回路(28)から出力される基準電圧がVRCL
0.6[V]からVRCH=1.0[V]に切り換えられる。こ
れにより、基準電源(16)の基準電圧VRCの絶対値レベル
が低下するので、少ない1次側の電流IDでMOS-FE
T(3)がオフ状態となる。したがって、過負荷時、負荷
短絡時又は起動時にトランス(2)の1次巻線(2a)側に流
れる電流ID及び2次巻線(2b)側に流れる電流IOUTがよ
り強く制限されるので、1次側のMOS-FET(3)並び
に2次側の出力整流平滑回路(6)を構成する整流ダイオ
ード(4)及び出力平滑コンデンサ(5)に加わる電気的なス
トレスを軽減することができる。また、負荷短絡時に交
流電源(1a)からの平均入力電力を低く抑制できるので、
負荷短絡時のDC−DCコンバータ全体の発熱が抑制さ
れ、例えばACアダプタ等に適用した場合に難燃材の等
級を下げることができ、各種安全規格を容易に取得でき
る。更に、過負荷時、負荷短絡時又は起動時に流れる過
電流を強く制限できるので、従来の他励式フライバック
型DC−DCコンバータでは実現し難かった、鋭角的な
フの字形状の出力特性の実現が可能となる。
In this embodiment, when the voltage level of the detection signal V OCP of the current detection resistor (9) reaches the level of the reference voltage V RC of the reference power supply (16) at the time of overload, load short-circuit or start-up. , MOS-FE by overcurrent limiting comparator (19)
The T (3) is turned off, and the current ID flowing through the primary winding (2a) of the transformer (2) or the MOS-FET (3) is limited. At this time, the DC output voltage V OUT of the output rectifying / smoothing circuit (6) decreases, and the voltage level of the detection signal V FB from the output voltage detection circuit (7) is equal to or lower than the reference voltage V RV of the reference power supply (26). Then the high voltage from the voltage level detection comparator (27)
The (H) level voltage level change signal V CH is output, and the reference voltage output from the voltage level change circuit (28) is V RCL =
The voltage is switched from 0.6 [V] to V RCH = 1.0 [V]. As a result, the absolute value level of the reference voltage V RC of the reference power source (16) decreases, so that the MOS-FE can be supplied with a small primary side current I D.
T (3) is turned off. Therefore, the current I D flowing on the primary winding (2a) side of the transformer (2) and the current I OUT flowing on the secondary winding (2b) side of the transformer (2) during overloading, load short-circuiting or starting are more strongly limited. Therefore, it is possible to reduce the electrical stress applied to the rectifying diode (4) and the output smoothing capacitor (5) that form the primary side MOS-FET (3) and the secondary side output rectifying and smoothing circuit (6). it can. Also, since the average input power from the AC power supply (1a) can be suppressed low when the load is short-circuited
Heat generation of the entire DC-DC converter at the time of load short circuit is suppressed, and when applied to an AC adapter, for example, the grade of the flame retardant material can be lowered, and various safety standards can be easily obtained. Furthermore, since it is possible to strongly limit the overcurrent that flows at the time of overload, load short circuit, or start-up, it is possible to realize sharp fold-back output characteristics that were difficult to achieve with the conventional separately excited flyback type DC-DC converter. Is possible.

【0027】上記の実施の形態は変更が可能である。例
えば、図8に示す実施の形態の他励式フライバック型D
C−DCコンバータは、電圧レベル検出用コンパレータ
(27)からの電圧レベル変更信号VCHを受信し、一定時間
が経過した後に電圧レベル変更信号VCHを出力する遅延
手段としてのタイマ回路(33)を図2に示す電圧レベル検
出用コンパレータ(27)と電圧レベル変更回路(28)との間
に接続したものである。したがって、電圧レベル検出用
コンパレータ(27)の電圧レベル変更信号VCHが出力され
てから一定時間が経過した後に電圧レベル変更回路(28)
が作動されるので、例えばノイズ等により2次側の直流
出力電圧VOUTが瞬時的に低下した場合は電圧レベル変
更回路(28)が作動せず、過電流制限用コンパレータ(19)
の誤動作を防止することができる。また、図8に示す他
励式フライバック型DC−DCコンバータでは、図9に
示すように実線Aに示す定電圧特性の領域からタイマ回
路(33)の出力の遅延時間分だけ実線Dに示す定電力特性
の領域を経由し、実線Bに示す電圧レベル変更回路(28)
の作動後の定電力特性の領域に移行した後、実線Cに沿
って原点Oに戻る出力特性となるので、実際の出力特性
は図10に示す軌跡を描く。ところで、プリンタ用の電
源装置等でピーク負荷(過負荷)状態があるときは、図
25に示す出力特性(図25の実線Bに示す定電力特性
の領域を使用する場合がある)が望ましい場合がある。
したがって、図8に示す他励式フライバック型DC−D
Cコンバータでは、タイマ回路(33)の出力の遅延時間を
延長することにより、ピーク負荷時は図25に示す出力
特性とし、遅延時間以上ピーク負荷状態が続いた場合は
図6に示す出力特性とすることが可能であるから、ピー
ク負荷状態があるプリンタ用の電源装置等にも適用が可
能であり、安全性を高めることができる。
The above embodiment can be modified. For example, the separately excited flyback type D of the embodiment shown in FIG.
The C-DC converter is a voltage level detection comparator.
Receiving a voltage level change signal V CH from (27), the voltage level detection comparator shown in FIG. 2 the timer circuit (33) as a delay means for outputting a voltage level change signal V CH after a predetermined time has elapsed ( It is connected between 27) and the voltage level changing circuit (28). Therefore, the voltage level changing circuit (28) is provided after a certain period of time has elapsed since the voltage level changing signal V CH of the voltage level detecting comparator (27) was output.
When the DC output voltage V OUT on the secondary side is momentarily lowered due to noise or the like, the voltage level changing circuit (28) does not operate and the overcurrent limiting comparator (19)
Can be prevented from malfunctioning. In the separately-excited flyback DC-DC converter shown in FIG. 8, the constant voltage characteristic region shown by the solid line A in the constant voltage characteristic region shown by the solid line A in FIG. Voltage level change circuit (28) shown by the solid line B via the region of power characteristics
Since the output characteristic returns to the origin O along the solid line C after shifting to the region of constant power characteristic after the operation of, the actual output characteristic draws the locus shown in FIG. By the way, when there is a peak load (overload) state in the printer power supply device or the like, the output characteristic shown in FIG. 25 (the constant power characteristic region shown by the solid line B in FIG. 25 may be used) is desirable. There is.
Therefore, the separately excited flyback type DC-D shown in FIG.
In the C converter, by extending the delay time of the output of the timer circuit (33), the output characteristic shown in FIG. 25 is obtained at the time of peak load, and the output characteristic shown in FIG. 6 is obtained when the peak load state continues for the delay time or longer. Therefore, the invention can be applied to a power supply device for a printer having a peak load state and the safety can be improved.

【0028】また、図11に示す実施の形態の他励式フ
ライバック型DC−DCコンバータは、起動時のみ電圧
レベル検出用コンパレータ(27)の電圧レベル変更信号V
CHの出力を禁止する出力信号禁止手段としての出力信号
禁止回路(34)を備えている。出力信号禁止回路(34)は、
装置起動時に単発のパルス信号V5を発生するワンショ
ットパルス発生器(35)と、電流モード制御用コンパレー
タ(20)の出力信号V2によりセット状態となり高い電圧
(H)レベルの出力信号V6を発生し、ワンショットパル
ス発生器(35)のパルス信号V5によりリセット状態とな
り低い電圧(L)レベルの出力信号V6を発生するR-Sフ
リップフロップ(36)と、電圧レベル検出用コンパレータ
(27)の電圧レベル変更信号VCHとR-Sフリップフロッ
プ(36)の出力信号V6との論理積信号V7を出力するAN
Dゲート(37)とを有する。
In the separately excited flyback type DC-DC converter of the embodiment shown in FIG. 11, the voltage level change signal V of the voltage level detecting comparator (27) is generated only at the time of starting.
An output signal prohibiting circuit (34) is provided as an output signal prohibiting means for prohibiting the output of CH . The output signal inhibit circuit (34)
A one-shot pulse generator (35) that generates a single-shot pulse signal V 5 when the device is started up, and the output signal V 2 of the current mode control comparator (20) cause a set state and a high voltage.
(H) level to generate an output signal V 6, the one-shot pulse generator (35) R-S flip-flop for generating a low voltage (L) the output signal V 6 level chip is reset by a pulse signal V 5 of ( 36) and comparator for voltage level detection
AN which outputs a logical product signal V 7 of the voltage level change signal V CH of (27) and the output signal V 6 of the RS flip-flop (36)
It has a D gate (37).

【0029】図11に示す他励式フライバック型DC−
DCコンバータでは、起動時に、出力信号禁止回路(34)
を構成するワンショットパルス発生器(35)から単発のパ
ルス信号V5が出力され、R-Sフリップフロップ(36)の
リセット端子(R)に入力されてリセット状態となるた
め、低い電圧(L)レベルの出力信号V6が出力される。
一方、起動時での出力電圧検出回路(7)の検出信号VFB
の電圧レベルは基準電源(26)の基準電圧VRVのレベル以
下で略0[V]であるから、電圧レベル検出用コンパレー
タ(27)から高い電圧(H)レベルの電圧レベル変更信号V
CHが出力される。R-Sフリップフロップ(36)からの低
い電圧(L)レベルの出力信号V6及び電圧レベル検出用
コンパレータ(27)からの高い電圧(H)レベルの電圧レベ
ル変更信号V CHは、ANDゲート(37)に入力されて低い
電圧(L)レベルの論理積信号V7が出力される。AND
ゲート(37)から出力された低い電圧(L)レベルの論理積
信号V 7は、図3に図示の反転器(32)を介して電圧レベ
ル変更回路(28)のNPNトランジスタ(31)のベース端子
に入力されてNPNトランジスタ(31)がオン状態とな
り、分圧抵抗(29,30)の分圧点から0.6[V]の基準電圧
RCLが出力される。その後、出力電圧検出回路(7)から
の検出信号VFBの電圧レベルが電圧レベル変更回路(28)
から出力される基準電圧VRCLのレベルを超え、レベル
シフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPのレベルが出
力電圧検出回路(7)からの検出信号VFBの電圧レベルに
達すると、電流モード制御用コンパレータ(20)から高い
電圧(H)レベルの信号V2が出力され、R-Sフリップフ
ロップ(36)のセット端子(S)に入力されてセット状態と
なり、高い電圧(H)レベルの出力信号V6が出力され
る。これにより、出力信号禁止回路(34)の機能がクリア
される。したがって、起動時において過電流制限用コン
パレータ(19)による電流制限量が緩和されるので、起動
時にのみ1次側及び2次側に大きな電流を流すことが可
能となり、他励式フライバック型DC−DCコンバータ
の起動を確実に行うことができる。
Separately-excited flyback type DC-shown in FIG.
In the DC converter, the output signal inhibition circuit (34)
The single-shot pulse generator (35)
Loose signal VFiveIs output, and the RS flip-flop (36)
It is input to the reset terminal (R) to enter the reset state.
Therefore, low voltage (L) level output signal V6Is output.
On the other hand, the detection signal V of the output voltage detection circuit (7) at startupFB
The voltage level of is the reference voltage V of the reference power supply (26)RVBelow the level
Since it is approximately 0 [V] below, the voltage level detection comparator
Voltage level change signal V of high voltage (H) level from
CHIs output. Low from the RS flip-flop (36)
Output signal V of high voltage (L) level6And for voltage level detection
High voltage (H) level voltage level from comparator (27)
Change signal V CHIs input to the AND gate (37) and is low
AND signal V of voltage (L) level7Is output. AND
Logical product of low voltage (L) level output from the gate (37)
Signal V 7Voltage level via the inverter (32) shown in FIG.
Base terminal of NPN transistor (31) of circuit change circuit (28)
Is input to the NPN transistor (31) to turn it on.
, The reference voltage of 0.6 [V] from the voltage dividing point of the voltage dividing resistor (29, 30)
VRCLIs output. After that, from the output voltage detection circuit (7)
Detection signal VFBThe voltage level of the voltage level change circuit (28)
Reference voltage V output fromRCLBeyond the level of the level
Voltage V at the connection point of shift resistors (17,18)OCPThe level of
Detection signal V from the force voltage detection circuit (7)FBTo the voltage level of
Once reached, high from current mode control comparator (20)
Voltage (H) level signal V2Is output, and RS flip-flop
It is input to the set terminal (S) of the rope (36) and
Output signal V of high voltage (H) level6Is output
It This clears the function of the output signal inhibit circuit (34).
To be done. Therefore, at start-up,
Since the current limit amount by the palletizer (19) is relaxed, start
Large current can be applied to the primary and secondary sides only at times
Separately-excited flyback DC-DC converter
Can be reliably started.

【0030】図2〜図11に示す各実施の形態では、過
負荷時、負荷短絡時又は起動時に電圧レベル変更回路(2
8)から高い値の基準電圧VRCHを出力することにより、
基準電源(16)の基準電圧VRCの絶対値レベルを低下させ
る場合を示したが、代わりに基準電源(16)の基準電圧V
RCを固定して電流検出用抵抗(9)の検出信号VOCPの電圧
の絶対値レベルを増大させてもよい。図12は、電流検
出用抵抗(9)の検出信号VOCPの電圧レベルを変更する場
合の電圧レベル変更回路(28)の一実施の形態を示す。図
12に示す電圧レベル変更回路(28)は、一方のレベルシ
フト用抵抗(17)の両端に直列に接続されたPNPトラン
ジスタ(38)及び抵抗(39)から成り、電圧レベル検出用コ
ンパレータ(27)からPNPトランジスタ(38)のベース端
子に高い電圧(H)レベルの電圧レベル変更信号VCHが付
与されたときにレベルシフト用抵抗(17,18)の接続点の
電圧VOCPの絶対値レベルを大きくする。即ち、過負荷
時、負荷短絡時又は起動時に電圧レベル検出用コンパレ
ータ(27)から高い電圧(H)レベルの電圧レベル変更信号
CHが出力されると、PNPトランジスタ(38)がオフ状
態となり、一方のレベルシフト用抵抗(17)と並列に接続
された抵抗(39)が電気的に開放された状態となるため、
レベルシフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPの絶対
値レベルが大きくなる。これにより、電流検出用抵抗
(9)の検出電圧が低い状態でも過電流制限用コンパレー
タ(19)が作動するので、少ない1次側の電流IDでMO
S-FET(3)がオフ状態となる。したがって、図12に
示す実施の形態でも図2に示す実施の形態と同様に過負
荷時、負荷短絡時又は起動時にトランス(2)の1次巻線
(2a)側に流れる電流ID及び2次巻線(2b)側に流れる電
流I OUTがより強く制限されるので、1次側のMOS-F
ET(3)及び2次側の出力整流平滑回路(6)を構成する整
流ダイオード(4)並びに出力平滑コンデンサ(5)に加わる
電気的なストレスを軽減することができる。
In each of the embodiments shown in FIGS.
Voltage level change circuit (2
8) High reference voltage VRCHBy outputting
Reference voltage V of reference power supply (16)RCLower the absolute level of
However, the reference voltage V of the reference power supply (16) is used instead.
RCFixed, and the detection signal V of the current detection resistor (9)OCPVoltage
The absolute value level of may be increased. Figure 12 shows the current detection
Detection signal V of output resistor (9)OCPWhen changing the voltage level of
An embodiment of a voltage level changing circuit (28) for the case is shown. Figure
The voltage level changing circuit (28) shown in FIG.
A PNP transistor connected in series with both ends of the resistor (17)
It consists of a resistor (38) and a resistor (39).
From the comparator (27) to the base end of the PNP transistor (38)
High voltage (H) level voltage level change signal VCHWith
When applied, the connection point of the level shift resistors (17, 18)
Voltage VOCPIncrease the absolute level of. I.e. overload
Comparator for voltage level detection during load, short circuit or start
High voltage (H) level voltage level change signal from the data (27)
VCHIs output, the PNP transistor (38) turns off.
Connected in parallel with one level shift resistor (17)
Since the resistance (39) that has been
Voltage V at the connection point of the level shift resistors (17, 18)OCPAbsolute of
Value level increases. This makes the resistance for current detection
Comparator for overcurrent limiting even when the detection voltage of (9) is low
(19) operates, so a small primary current IDAt MO
The S-FET (3) is turned off. Therefore, in FIG.
In the illustrated embodiment, the overload is the same as in the embodiment shown in FIG.
Primary winding of transformer (2) during loading, load short-circuiting or starting
Current I flowing to (2a) sideDAnd the current flowing to the secondary winding (2b) side
Flow I OUTIs more strongly restricted, so the primary side MOS-F
ET (3) and output side rectification smoothing circuit (6)
Current diode (4) and output smoothing capacitor (5)
Electrical stress can be reduced.

【0031】また、図13は電流検出用抵抗(9)の検出
信号VOCPの電圧レベルを変更する場合の電圧レベル変
更回路(28)の他の実施の形態を示す。図13に示す電圧
レベル変更回路(28)は、電流検出用抵抗(9)の検出電位
側と他方のレベルシフト用抵抗(18)との間に接続された
分圧抵抗(29)と、分圧抵抗(29)及び他方のレベルシフト
用抵抗(18)の接続点と電流検出用抵抗(9)の基準電位側
との間に直列に接続された分圧抵抗(30)及びPNPトラ
ンジスタ(38)と、PNPトランジスタ(38)のベース・エ
ミッタ端子間に接続されたベース・エミッタ間抵抗(40)
と、コレクタ端子がベース抵抗(41)を介してPNPトラ
ンジスタ(38)のベース端子に接続され且つエミッタ端子
が電流検出用抵抗(9)及び分圧抵抗(29)の接続点に接続
されると共にベース端子がベース抵抗(42)及びレベルシ
フト用ツェナダイオード(43)及び反転器(32)を介して電
圧レベル検出用コンパレータ(27)の出力端子に接続され
たNPNトランジスタ(31)と、NPNトランジスタ(31)
のベース・エミッタ端子間に接続されたベース・エミッ
タ間抵抗(44)とから構成される。過負荷時、負荷短絡時
又は起動時に、電圧レベル検出用コンパレータ(27)から
高い電圧(H)レベルの電圧レベル変更信号VCHが出力さ
れると、電圧レベル変更回路(28)内の反転器(32)、レベ
ルシフト用ツェナダイオード(43)及びベース抵抗(42)を
介してNPNトランジスタ(31)のベース端子に付与さ
れ、NPNトランジスタ(31)がオフ状態となる。これに
より、PNPトランジスタ(38)がオフ状態となり、分圧
抵抗(29,30)の分圧点の電圧VDIVが電流検出用抵抗(9)
の検出電位側の電圧に等しくなる。このため、レベルシ
フト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPの絶対値レベル
が大きくなり、電流検出用抵抗(9)の検出電圧が低い状
態でも過電流制限用コンパレータ(19)が作動するので、
少ない1次側の電流IDでMOS-FET(3)がオフ状態
となる。したがって、図13に示す実施の形態でも図1
2に示す実施の形態と同様の作用効果が得られる。
FIG. 13 shows another embodiment of the voltage level changing circuit (28) for changing the voltage level of the detection signal V OCP of the current detecting resistor (9). The voltage level changing circuit (28) shown in FIG. 13 includes a voltage dividing resistor (29) connected between the detection potential side of the current detecting resistor (9) and the other level shifting resistor (18), and a voltage dividing resistor (29). A voltage dividing resistor (30) and a PNP transistor (38) connected in series between the connection point of the piezoresistor (29) and the other level shift resistor (18) and the reference potential side of the current detecting resistor (9). ) And the base-emitter resistor (40) connected between the base-emitter terminal of the PNP transistor (38)
And the collector terminal is connected to the base terminal of the PNP transistor (38) through the base resistor (41), and the emitter terminal is connected to the connection point of the current detection resistor (9) and the voltage dividing resistor (29). An NPN transistor (31) whose base terminal is connected to an output terminal of a voltage level detection comparator (27) through a base resistor (42), a level shift Zener diode (43) and an inverter (32), and an NPN transistor. (31)
It is composed of a base-emitter resistor (44) connected between the base-emitter terminal of. When a voltage level change signal V CH of high voltage (H) level is output from the voltage level detection comparator (27) at the time of overload, load short-circuit or start-up, the inverter in the voltage level change circuit (28) (32), it is given to the base terminal of the NPN transistor (31) through the level shift Zener diode (43) and the base resistor (42), and the NPN transistor (31) is turned off. As a result, the PNP transistor (38) is turned off, and the voltage V DIV at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors (29, 30) changes to the current detecting resistor (9).
Is equal to the detection potential side voltage. Therefore, the absolute value level of the voltage V OCP at the connection point of the level shift resistors (17, 18) increases, and the overcurrent limiting comparator (19) operates even if the detection voltage of the current detection resistor (9) is low. Because it works
The MOS-FET (3) is turned off with a small primary current I D. Therefore, even in the embodiment shown in FIG.
The same effect as that of the embodiment shown in FIG. 2 can be obtained.

【0032】本発明の実施態様は前記の各実施の形態に
限定されず、以下のように更に種々の変更が可能であ
る。 [1] 前記の各実施の形態では、出力整流平滑回路(6)
の直流出力電圧VOUTの検出信号VFBを2次側の出力電
圧検出回路(7)からフォトカプラ(14)の発光素子(14a)及
び受光素子(14b)を介して1次側に伝達する形態を示し
たが、図14に示すように出力電圧検出回路(7)及びフ
ォトカプラ(14)を省略し、フォトカプラ(14)を構成する
受光素子(14b)の代わりに制御回路(8)の駆動電圧VSTR
以上のツェナ電圧VZを有するツェナダイオード(45)を
接続してトランス(2)の駆動巻線(2c)側で出力整流平滑
回路(6)の直流出力電圧VOUTの検出信号VFBとして検出
してもよい。即ち、図14に示す実施の形態では、トラ
ンス(2)の2次巻線(2b)の電圧に比例する電圧が駆動巻
線(2c)に発生するため、駆動巻線(2c)側に発生する直流
電圧VINは2次巻線(2b)側に発生する直流出力電圧V
OUTに比例する。したがって、2次巻線(2b)側の直流出
力電圧VOUTの変化分を駆動巻線(2c)側で検出できるの
で、2次側の回路構成を簡略化することが可能となる。 [2] 前記の各実施の形態では、トランス(2)の1次巻
線(2a)又はMOS-FET(3)に流れる電流IDを電流検
出用抵抗(9)により負電圧として検出し、レベルシフト
用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCPを過電流制限用コン
パレータ(19)の反転入力端子(-)に入力する形態を示し
たが、図15に示すようにトランス(2)の1次巻線(2a)
又はMOS-FET(3)に流れる電流IDを電流検出用抵
抗(9)により正電圧として検出し、この検出電圧VOCP
過電流制限用コンパレータ(19)の非反転入力端子(+)に
直接入力してもよい。この場合、電圧レベル検出用コン
パレータ(27)から低い電圧(L)レベルの電圧レベル変更
信号VCHが出力されたときに電圧レベル変更回路(28)内
のNPNトランジスタ(31)をオフ状態にして分圧抵抗(2
9,30)の分圧点から高い値の基準電圧VRCHを発生し、電
圧レベル検出用コンパレータ(27)から高い電圧(H)レベ
ルの電圧レベル変更信号VCHが出力されたときに電圧レ
ベル変更回路(28)内のNPNトランジスタ(31)をオン状
態にして分圧抵抗(29,30)の分圧点から低い値の基準電
圧VRCLを発生するように構成すればよい。したがっ
て、図15に示す実施の形態では図2に示すレベルシフ
ト用抵抗(17,18)及び図3に示す反転器(32)が不要とな
る。 [3] 前記の各実施の形態での基準電源(26)及び電圧レ
ベル検出用コンパレータ(27)の代わりに、図16に示す
ようにR-Sフリップフロップ(46)を使用してもよい。
図16に示すR-Sフリップフロップ(46)は、過電流制
限用コンパレータ(19)の出力信号V1によりセット状態
となり、電流モード制御用コンパレータ(20)の出力信号
2によりリセット状態となる。したがって、過負荷
時、負荷短絡時又は起動時に出力電圧検出回路(7)から
の検出信号VFBの電圧レベルが低下すると、電流モード
制御用コンパレータ(20)は動作しなくなるが、必ず過電
流制限用コンパレータ(19)が動作するため、電圧レベル
変更回路(28)を駆動できる。 [4] 図3に示す電圧レベル変更回路(28)の代わりに、
図17に示す電圧レベル変更回路(28)を使用してもよ
い。図17に示す電圧レベル変更回路(28)は、基準電源
(16)に対して直列に接続された分圧抵抗(29,30)及び抵
抗(39)と、ドレイン端子及びソース端子が抵抗(39)の両
端に接続されたNチャネルMOS-FET(47)と、電圧
レベル検出用コンパレータ(27)とNチャネルMOS-F
ET(47)のゲート端子との間に接続された反転器(32)と
から構成される。したがって、電圧レベル検出用コンパ
レータ(27)から低い電圧(L)レベルの電圧レベル変更信
号VCHが出力されたときは、NチャネルMOS-FET
(47)がオン状態となり、分圧抵抗(29,30)の分圧点から
低い値の基準電圧VRCLが出力される。また、電圧レベ
ル検出用コンパレータ(27)から高い電圧(H)レベルの電
圧レベル変更信号VCHが出力されたときは、Nチャネル
MOS-FET(47)がオフ状態となり、分圧抵抗(29,30)
の分圧点から高い値の基準電圧VRCHが出力される。ま
た、NチャネルMOS-FET(47)の代わりにNPNト
ランジスタを使用してもよい。これとは逆に、図3に示
すNPNトランジスタ(31)の代わりにNチャネルMOS
-FETを使用することも可能である。 [5] 図12に示す電圧レベル変更回路(28)の代わり
に、図18に示す電圧レベル変更回路(28)を使用しても
よい。図18に示す電圧レベル変更回路(28)は、一方の
レベルシフト用抵抗(17)と電源+VCCとの間に接続され
た抵抗(39)と、ソース端子が電源+VCCに接続され且つ
ドレイン端子が抵抗(39)及び一方のレベルシフト用抵抗
(17)の接続点に接続されると共にゲート端子が電圧レベ
ル検出用コンパレータ(27)の出力端子に接続されたPチ
ャネルMOS-FET(48)とから構成される。したがっ
て、過負荷時、負荷短絡時又は起動時に電圧レベル検出
用コンパレータ(27)から高い電圧(H)レベルの電圧レベ
ル変更信号VCHが出力されたときは、PチャネルMOS
-FET(48)がオフ状態となり、抵抗(39)が一方のレベ
ルシフト用抵抗(17)と直列に接続された状態となるた
め、レベルシフト用抵抗(17,18)の接続点の電圧VOCP
絶対値レベルが大きくなる。また、PチャネルMOS-
FET(48)の代わりにPNPトランジスタを使用しても
よい。これとは逆に、図12に示すPNPトランジスタ
(38)の代わりにPチャネルMOS-FETを使用するこ
とも可能である。同様に、図13に示すNPNトランジ
スタ(31)及びPNPトランジスタ(38)の代わりにそれぞ
れNチャネルMOS-FET及びPチャネルMOS-FE
Tを使用することも可能である。更に、電圧レベル変更
回路(28)は、図3、図12、図13、図17又は図18
以外にも様々な回路構成が考えられる。 [6] 前記の各実施の形態では、MOS-FET(3)のオ
ン期間とオフ期間を個別に制御する形態を示したが、オ
ン・デューティを制御する一般的なPWM(パルス幅変
調)制御方式又はトランス(2)の蓄積エネルギの放出が
完了した時点でMOS-FET(3)をオンする疑似共振制
御(RCC)方式でも構わない。 [7] 更に、他励式フライバック型DC−DCコンバー
タに限定されず、直流電源に接続され且つ制御回路に駆
動用電力を供給する駆動電源回路を備えた他励式のフォ
ワード型DC−DCコンバータや共振型DC−DCコン
バータ等の他のスイッチング電源装置にも本発明を適用
できる。
The embodiment of the present invention is not limited to the above-mentioned respective embodiments, and various modifications can be made as follows. [1] In each of the above embodiments, the output rectifying / smoothing circuit (6)
The detection signal V FB of the DC output voltage V OUT is transmitted from the output voltage detection circuit (7) on the secondary side to the primary side via the light emitting element (14a) and the light receiving element (14b) of the photocoupler (14). As shown in FIG. 14, the output voltage detection circuit (7) and the photocoupler (14) are omitted as shown in FIG. 14, and the control circuit (8) is used instead of the light receiving element (14b) constituting the photocoupler (14). Drive voltage V STR
The Zener diode (45) having the above Zener voltage V Z is connected and detected as the detection signal V FB of the DC output voltage V OUT of the output rectifying and smoothing circuit (6) on the drive winding (2c) side of the transformer (2). You may. That is, in the embodiment shown in FIG. 14, since a voltage proportional to the voltage of the secondary winding (2b) of the transformer (2) is generated in the drive winding (2c), it is generated in the drive winding (2c) side. DC voltage V IN is the DC output voltage V generated on the secondary winding (2b) side.
Proportional to OUT . Therefore, the amount of change in the DC output voltage V OUT on the secondary winding (2b) side can be detected on the drive winding (2c) side, so that the circuit configuration on the secondary side can be simplified. [2] In each of the above-described embodiments, the current ID flowing through the primary winding (2a) of the transformer (2) or the MOS-FET (3) is detected as a negative voltage by the current detection resistor (9), Although the voltage V OCP at the connection point of the level shift resistors (17, 18) is input to the inverting input terminal (-) of the overcurrent limiting comparator (19), as shown in FIG. ) Primary winding (2a)
Alternatively, the current ID flowing through the MOS-FET (3) is detected as a positive voltage by the current detection resistor (9), and this detection voltage V OCP is applied to the non-inverting input terminal (+) of the overcurrent limiting comparator (19). You may enter it directly. In this case, the NPN transistor (31) in the voltage level changing circuit (28) is turned off when the voltage level changing signal V CH of the low voltage (L) level is output from the voltage level detecting comparator (27). Voltage dividing resistor (2
A high level reference voltage V RCH is generated from the voltage dividing point of (9, 30), and a voltage level change signal V CH of a high voltage (H) level is output from the voltage level detection comparator (27). The NPN transistor (31) in the changing circuit (28) may be turned on to generate the reference voltage VRCL having a low value from the voltage dividing point of the voltage dividing resistors (29, 30). Therefore, in the embodiment shown in FIG. 15, the level shift resistors (17, 18) shown in FIG. 2 and the inverter (32) shown in FIG. 3 are unnecessary. [3] Instead of the reference power supply (26) and the voltage level detection comparator (27) in each of the above embodiments, an RS flip-flop (46) may be used as shown in FIG.
The RS flip-flop (46) shown in FIG. 16 is set by the output signal V 1 of the overcurrent limiting comparator (19) and reset by the output signal V 2 of the current mode control comparator (20). . Therefore, when the voltage level of the detection signal V FB from the output voltage detection circuit (7) decreases at the time of overload, load short-circuit or start-up, the current mode control comparator (20) does not operate, but the overcurrent limiter does not fail. Since the use comparator (19) operates, the voltage level change circuit (28) can be driven. [4] Instead of the voltage level changing circuit (28) shown in FIG.
The voltage level changing circuit (28) shown in FIG. 17 may be used. The voltage level changing circuit (28) shown in FIG.
A voltage dividing resistor (29, 30) and a resistor (39) connected in series with (16), and an N-channel MOS-FET (47) whose drain and source terminals are connected to both ends of the resistor (39). And voltage level detection comparator (27) and N-channel MOS-F
It is composed of an inverter (32) connected between the gate terminal of ET (47). Therefore, when the low voltage (L) level voltage level change signal V CH is output from the voltage level detecting comparator 27, the N channel MOS-FET
(47) is turned on, and the reference voltage V RCL having a low value is output from the voltage dividing point of the voltage dividing resistor (29, 30). Further, when the voltage level change signal V CH of the high voltage (H) level is output from the voltage level detection comparator (27), the N-channel MOS-FET (47) is turned off and the voltage dividing resistor (29, 30)
The reference voltage V RCH having a high value is output from the voltage dividing point of. An NPN transistor may be used instead of the N channel MOS-FET (47). On the contrary, instead of the NPN transistor (31) shown in FIG.
-It is also possible to use a FET. [5] Instead of the voltage level changing circuit (28) shown in FIG. 12, the voltage level changing circuit (28) shown in FIG. 18 may be used. The voltage level changing circuit (28) shown in FIG. 18 includes a resistor (39) connected between one level shift resistor (17) and the power supply + V CC , a source terminal connected to the power supply + V CC , and a drain. Terminal is a resistor (39) and one level shift resistor
The P-channel MOS-FET (48) is connected to the connection point of (17) and has its gate terminal connected to the output terminal of the voltage level detecting comparator (27). Therefore, when the voltage level change signal V CH of high voltage (H) level is output from the voltage level detection comparator (27) at the time of overload, load short-circuit or start-up, the P channel MOS
-Since the FET (48) is turned off and the resistor (39) is connected in series with one of the level shift resistors (17), the voltage V at the connection point of the level shift resistors (17, 18) The absolute value level of OCP increases. In addition, P-channel MOS-
A PNP transistor may be used instead of the FET (48). On the contrary, the PNP transistor shown in FIG.
It is also possible to use a P-channel MOS-FET instead of (38). Similarly, instead of the NPN transistor (31) and the PNP transistor (38) shown in FIG. 13, an N channel MOS-FET and a P channel MOS-FE, respectively.
It is also possible to use T. Furthermore, the voltage level changing circuit (28) is provided in FIG. 3, FIG. 12, FIG. 13, FIG.
Besides, various circuit configurations are possible. [6] In each of the above-described embodiments, the mode in which the ON period and the OFF period of the MOS-FET (3) are individually controlled is shown, but general PWM (pulse width modulation) control for controlling the on-duty is shown. A method or a quasi-resonant control (RCC) method in which the MOS-FET (3) is turned on when the discharge of the stored energy of the transformer (2) is completed may be used. [7] Further, the invention is not limited to the separately excited flyback DC-DC converter, and the separately excited forward DC-DC converter including a drive power supply circuit connected to a DC power supply and supplying driving power to the control circuit, The present invention can be applied to other switching power supply devices such as a resonance type DC-DC converter.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、過負荷時、負荷短絡時
又は起動時にトランスの1次巻線側及び2次巻線側に流
れる電流がより強く制限され、1次側及び2次側の各素
子に加わる電気的なストレスを軽減できるので、低規格
の安価なスイッチング素子や整流素子を使用することが
でき、製造コストを低減することが可能となる。
According to the present invention, the current flowing through the primary winding side and the secondary winding side of the transformer is more strongly restricted at the time of overload, load short-circuit or start-up, and the primary side and the secondary side. Since it is possible to reduce the electrical stress applied to each element, it is possible to use a low-standard, inexpensive switching element or rectifying element, and it is possible to reduce the manufacturing cost.

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

【図1】 本発明によるスイッチング電源装置を他励式
フライバック型DC−DCコンバータに適用した一実施
の形態を示すブロック回路図
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment in which a switching power supply device according to the present invention is applied to a separately excited flyback type DC-DC converter.

【図2】 図1の回路の詳細を示す電気回路図FIG. 2 is an electric circuit diagram showing details of the circuit shown in FIG.

【図3】 図2の電圧レベル変更回路の内部構成を示す
電気回路図
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the internal configuration of the voltage level changing circuit of FIG.

【図4】 起動時から過負荷時における図2の回路の各
部の電流及び電圧を示すタイミングチャート
FIG. 4 is a timing chart showing currents and voltages of various parts of the circuit of FIG. 2 from startup to overload.

【図5】 図2の回路の出力特性の変化を示すグラフ5 is a graph showing changes in output characteristics of the circuit of FIG.

【図6】 図2の回路の実際の出力特性を示すグラフFIG. 6 is a graph showing actual output characteristics of the circuit of FIG.

【図7】 図2の回路の出力短絡時の出力特性を示すグ
ラフ
FIG. 7 is a graph showing output characteristics of the circuit of FIG. 2 when the output is short-circuited.

【図8】 本発明の他の実施の形態を示す電気回路図FIG. 8 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図9】 図8の回路の出力特性の変化を示すグラフ9 is a graph showing changes in output characteristics of the circuit of FIG.

【図10】 図8の回路の実際の出力特性を示すグラフ10 is a graph showing actual output characteristics of the circuit of FIG.

【図11】 本発明のもう一つの他の実施の形態を示す
電気回路図
FIG. 11 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図12】 過電流検出側の電圧レベルを変更する場合
の電圧レベル変更回路の実施の形態を示す電気回路図
FIG. 12 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a voltage level changing circuit for changing the voltage level on the overcurrent detection side.

【図13】 図12の変更実施の形態を示す電気回路図FIG. 13 is an electric circuit diagram showing a modified embodiment of FIG.

【図14】 図2の回路の第1の変更実施の形態を示す
電気回路図
FIG. 14 is an electrical circuit diagram showing a first modified embodiment of the circuit of FIG.

【図15】 図2の回路の第2の変更実施の形態を示す
電気回路図
FIG. 15 is an electric circuit diagram showing a second modified embodiment of the circuit of FIG.

【図16】 図2の回路の第3の変更実施の形態を示す
電気回路図
16 is an electric circuit diagram showing a third modified embodiment of the circuit of FIG.

【図17】 図3の電圧レベル変更回路の他の実施の形
態を示す電気回路図
FIG. 17 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the voltage level changing circuit of FIG.

【図18】 図12の電圧レベル変更回路の他の実施の
形態を示す電気回路図
FIG. 18 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the voltage level changing circuit of FIG.

【図19】 従来の他励式フライバック型DC−DCコ
ンバータを示す電気回路図
FIG. 19 is an electric circuit diagram showing a conventional separately-excited flyback DC-DC converter.

【図20】 制御電源回路の内部構成を示すブロック回
路図
FIG. 20 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a control power supply circuit.

【図21】 レギュレータ回路の出力電圧特性を示すグ
ラフ
FIG. 21 is a graph showing the output voltage characteristic of the regulator circuit.

【図22】 レギュレータ回路の出力電流特性を示すグ
ラフ
FIG. 22 is a graph showing the output current characteristic of the regulator circuit.

【図23】 制御回路内の各部の電流及び電圧を示すタ
イミングチャート
FIG. 23 is a timing chart showing the current and voltage of each part in the control circuit.

【図24】 起動時から過負荷時における図19の回路
の各部の電流及び電圧を示すタイミングチャート
FIG. 24 is a timing chart showing the current and voltage of each part of the circuit of FIG. 19 from startup to overload.

【図25】 図19の回路の出力特性を示すグラフ25 is a graph showing output characteristics of the circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1)・・直流電源、 (1a)・・交流電源、 (1b)・・入
力フィルタ回路、 (1c)・・整流ブリッジ回路、 (1d)
・・入力平滑コンデンサ、 (2)・・トランス、(2a)・
・1次巻線、 (2b)・・2次巻線、 (2c)・・駆動巻
線、 (3)・・MOS-FET(スイッチング素子)、
(4)・・整流ダイオード、 (5)・・出力平滑コンデン
サ、 (6)・・出力整流平滑回路、 (7)・・出力電圧検
出回路(電圧検出手段)、 (8)・・制御回路、 (9)・
・電流検出用抵抗(電流検出手段)、 (10)・・起動抵
抗(起動手段)、 (11)・・整流ダイオード、 (12)・
・駆動用平滑コンデンサ、 (13)・・補助整流平滑回
路、 (14)・・フォトカプラ、(14a)・・発光素子、
(14b)・・受光素子、 (15)・・直列抵抗、 (16)・・
基準電源(基準電圧発生手段)、 (17,18)・・レベル
シフト用抵抗、 (19)・・過電流制限用コンパレータ
(過電流制限手段)、 (20)・・電流モード制御用コン
パレータ、 (21)・・ORゲート、 (22)・・パルス発
生器、 (23)・・R-Sフリップフロップ、 (24)・・
制御電源回路、 (24a)・・基準電源、 (24b)・・ヒス
テリシスコンパレータ、 (24c)・・レギュレータ回
路、 (25)・・オン・オフ信号発生手段、 (26)・・基
準電源、 (27)・・電圧レベル検出用コンパレータ(電
圧レベル検出手段)、 (28)・・電圧レベル変更回路
(電圧レベル変更手段)、 (29,30)・・分圧抵抗、
(31)・・NPNトランジスタ、 (32)・・反転器、 (3
3)・・タイマ回路(遅延手段)、 (34)・・出力信号禁
止回路(出力信号禁止手段)、 (35)・・ワンショット
パルス発生器、 (36)・・R-Sフリップフロップ、
(37)・・ANDゲート、 (38)・・PNPトランジス
タ、 (39)・・抵抗、 (40)・・ベース・エミッタ間抵
抗、 (41)・・ベース抵抗、 (42)・・ベース抵抗、
(43)・・レベルシフト用ツェナダイオード、 (44)・・
ベース・エミッタ間抵抗、 (45)・・ツェナダイオー
ド、 (46)・・R-Sフリップフロップ、 (47)・・N
チャネルMOS-FET、 (48)・・PチャネルMOS-
FET、
(1) ・ ・ DC power supply, (1a) ・ ・ AC power supply, (1b) ・ ・ Input filter circuit, (1c) ・ ・ Rectification bridge circuit, (1d)
..Input smoothing capacitors, (2) .. Transformers, (2a) ..
・ Primary winding, (2b) ・ ・ Secondary winding, (2c) ・ ・ Drive winding, (3) ・ ・ MOS-FET (switching element),
(4) ・ ・ Rectifying diode, (5) ・ ・ Output smoothing capacitor, (6) ・ ・ Output rectifying / smoothing circuit, (7) ・ ・ Output voltage detection circuit (voltage detection means), (8) ・ ・ Control circuit, (9)
・ Current detection resistance (current detection means), (10) ・ ・ Starting resistance (starting means), (11) ・ ・ Rectifier diode, (12) ・
・ Smoothing capacitor for driving, (13) ・ ・ Auxiliary rectifying / smoothing circuit, (14) ・ ・ Photo coupler, (14a) ・ ・ Light emitting element,
(14b) ・ ・ Photodetector, (15) ・ ・ Series resistance, (16) ・ ・
Reference power supply (reference voltage generation means), (17,18) ・ Level shift resistor, (19) ・ Overcurrent limiting comparator (overcurrent limiting means), (20) ・ Current mode control comparator, ( 21) ・ ・ OR gate, (22) ・ ・ Pulse generator, (23) ・ ・ RS flip-flop, (24) ・ ・
Control power supply circuit, (24a) -reference power supply, (24b) -hysteresis comparator, (24c) -regulator circuit, (25) -on / off signal generating means, (26) -reference power supply, (27) ) ・ ・ Voltage level detection comparator (voltage level detection means), (28) ・ ・ Voltage level change circuit (voltage level change means), (29,30) ・ ・ Voltage resistance,
(31) .. NPN transistor, (32) .. inverter, (3
3) .. timer circuit (delay means), (34) .. output signal prohibition circuit (output signal prohibition means), (35) .. one-shot pulse generator, (36) .. RS flip-flop,
(37) .. AND gate, (38) .. PNP transistor, (39) .. resistance, (40) .. base-emitter resistance, (41) .. base resistance, (42) .. base resistance,
(43) ・ ・ Zener diode for level shift, (44) ・ ・
Base-emitter resistance, (45) -Zener diode, (46) -RS flip-flop, (47) -N
Channel MOS-FET, (48) ... P channel MOS-
FET,

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流電源と、該直流電源に対して直列に接
続されたトランスの1次巻線及びスイッチング素子と、
前記トランスの2次巻線に接続され且つ直流出力電圧を
発生する出力整流平滑回路と、前記直流出力電圧を検出
する電圧検出手段と、該電圧検出手段からの検出信号を
受信し且つ前記直流出力電圧が略一定となるように前記
スイッチング素子のオン・オフ期間を制御する制御回路
と、前記トランスの1次巻線又は前記スイッチング素子
に流れる電流を検出する電流検出手段とを備え、前記制
御回路は、前記1次巻線又は前記スイッチング素子に流
れる最大電流値を規定する第1の基準電圧を発生する基
準電圧発生手段と、前記電流検出手段の検出信号の電圧
レベルが前記基準電圧発生手段の第1の基準電圧のレベ
ルに達したときに前記スイッチング素子をオフ状態にす
る過電流制限手段とを有するスイッチング電源装置にお
いて、 前記制御回路は、過負荷時、負荷短絡時又は起動時に、
前記電圧検出手段の検出信号の電圧レベルが第2の基準
電圧のレベルを超えたときに、電圧レベル変更信号を出
力する電圧レベル検出手段と、該電圧レベル検出手段の
電圧レベル変更信号により前記基準電圧発生手段の第1
の基準電圧の絶対値レベルを低下させるか又は前記電流
検出手段の検出信号の電圧の絶対値レベルを上昇させる
電圧レベル変更手段とを有することを特徴とするスイッ
チング電源装置。
1. A DC power supply, a primary winding of a transformer and a switching element connected in series to the DC power supply,
An output rectifying / smoothing circuit connected to the secondary winding of the transformer and generating a DC output voltage, a voltage detecting means for detecting the DC output voltage, and a DC output for receiving a detection signal from the voltage detecting means. The control circuit includes a control circuit that controls the on / off period of the switching element so that the voltage is substantially constant, and a current detection unit that detects a current flowing through the primary winding of the transformer or the switching element. Is a reference voltage generating means for generating a first reference voltage that defines a maximum current value flowing in the primary winding or the switching element; and a voltage level of a detection signal of the current detecting means of the reference voltage generating means. A switching power supply device comprising: an overcurrent limiting unit that turns off the switching element when the level of a first reference voltage is reached. When the road is overloaded, short-circuited or started,
When the voltage level of the detection signal of the voltage detecting means exceeds the level of the second reference voltage, the voltage level detecting means for outputting a voltage level changing signal, and the reference voltage by the voltage level changing signal of the voltage level detecting means First of voltage generation means
And a voltage level changing means for decreasing the absolute value level of the reference voltage or increasing the absolute value level of the voltage of the detection signal of the current detecting means.
【請求項2】 前記直流電源に接続され且つ起動時に前
記制御回路へ駆動用電力を供給する起動手段と、前記ト
ランスの1次巻線及び2次巻線と電磁的に結合する駆動
巻線と、該駆動巻線に接続され且つ前記制御回路を駆動
する直流電圧を出力する補助整流平滑回路とを備えた請
求項1に記載のスイッチング電源装置。
2. A starter connected to the DC power supply and supplying drive power to the control circuit at start-up, and a drive winding electromagnetically coupled to the primary winding and the secondary winding of the transformer. 2. The switching power supply device according to claim 1, further comprising an auxiliary rectifying / smoothing circuit connected to the drive winding and outputting a DC voltage for driving the control circuit.
【請求項3】 前記直流電源に接続され且つ前記制御回
路に駆動用電力を供給する駆動電源回路を備えた請求項
1に記載のスイッチング電源装置。
3. The switching power supply device according to claim 1, further comprising a drive power supply circuit connected to the DC power supply and supplying drive power to the control circuit.
【請求項4】 前記電圧検出手段は、前記2次巻線側又
は前記駆動巻線側に発生する直流電圧を前記直流出力電
圧として検出する請求項1〜3の何れか1項に記載のス
イッチング電源装置。
4. The switching according to claim 1, wherein the voltage detecting unit detects a DC voltage generated on the secondary winding side or the driving winding side as the DC output voltage. Power supply.
【請求項5】 前記電圧レベル検出手段からの出力信号
を受信し、一定時間が経過した後に前記出力信号を出力
する遅延手段を備えた請求項1〜4の何れか1項に記載
のスイッチング電源装置。
5. The switching power supply according to claim 1, further comprising delay means for receiving the output signal from the voltage level detection means and outputting the output signal after a lapse of a fixed time. apparatus.
【請求項6】 起動時のみ前記電圧レベル検出手段の出
力信号の出力を禁止する出力信号禁止手段を備えた請求
項1〜5の何れか1項に記載のスイッチング電源装置。
6. The switching power supply device according to claim 1, further comprising an output signal prohibiting unit that prohibits the output of the output signal of the voltage level detecting unit only at the time of start-up.
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