JP4795583B2

JP4795583B2 - Power supply

Info

Publication number: JP4795583B2
Application number: JP2001286143A
Authority: JP
Inventors: 教男高橋; 孝一塩田
Original assignee: 四変テック株式会社
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: JP2003092883A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力された直流電圧を断続して直流電圧を生成する電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図４に示す電源装置が知られている。図４において、１はトランスＨの１次側巻線２に印加される直流電圧を断続して交流電圧に変換するためのスイッチング素子３を有するスイッチング回路である。このスイッチング回路１は、
スイッチング素子３をオフさせるためのスイッチ素子４と、このスイッチ素子４を導通させるためのコンデンサ５と、このコンデンサ５を充電していくフォトカプラＰＨのフォトトランジスタＰＨ１等とを有している。
【０００３】
６はトランスＨの２次側巻線７に誘起される交流電圧を整流する第１整流素子、８は第１整流素子６の整流電圧を平滑する平滑コンデンサである。９は出力端子Ｐの出力電圧を検出する検出回路であり、この検出回路９は出力端子Ｐの出力電圧を分圧する分圧回路１１と定電圧ＩＣ回路１２等とを有している。定電圧ＩＣ回路１２のゲート１２Ｇには分圧回路１１で分圧した電圧が入力され、定電圧ＩＣ回路１２はゲート１２Ｇの電圧が所定電圧となるように出力端子Ｐの出力電圧を調整するものである。
【０００４】
この調整は、例えばゲート１２Ｇ電圧が所定値以上のときアースへ流す電流を多くすることにより出力電圧を下げてゲート１２Ｇ電圧を所定値まで下げるものであり、逆にゲート１２Ｇ電圧が所定値以下のときアースへ流す電流を少なくすることにより出力電圧を上げてゲート１２Ｇ電圧を所定値まで上げていくものである。
【０００５】
定電圧ＩＣ回路１２に流れる電流（検出信号）に応じてホトカプラＰＨの発光ダイオード（伝達回路）ＰＨ２が発光して一次側のスイッチング回路１に伝達される。
【０００６】
また、図４において１３はトランスＨの別の２次巻線１４に誘起される交流電圧を整流する第２整流素子、１５は第２整流素子１３の整流電圧を一定にして出力する定電圧出力回路である。
【０００７】
この電源装置によれば、スイッチング素子３のオン・オフが繰り返し行われることにより第１整流素子６から整流電圧が出力されて出力端子Ｐから出力電圧が出力される。いま、出力端子Ｐの出力電圧が高くなると、定電圧ＩＣ回路１２に流れる電流が増加し、ホトカプラＰＨの発光ダイオードＰＨ２の発光量が増加する。この発光量の増加によりホトカプラＰＨのフォトトランジスタＰＨ１に流れる電流が増加し、コンデンサ５の充電が短時間で行われ、スイッチ素子４のベース電圧が閾値を短時間で越えることになる。そして、ベース電圧が閾値を越えるとスイッチ素子４がオンしてスイッチング素子３をオフさせる。
【０００８】
逆に、出力端子Ｐの出力電圧が低くなると、分圧回路１１の分圧電圧が低くなることにより定電圧ＩＣ回路１２に流れる電流が減少し、ホトカプラＰＨの発光ダイオードＰＨ２の発光量が減少する。この発光量の減少によりホトカプラＰＨのフォトトランジスタＰＨ１に流れる電流が減少してコンデンサ５の充電時間が長くなり、スイッチ素子４のベース電圧が閾値を越えるまでの時間が長くなる。そして、ベース電圧が閾値を越えるとスイッチ素子４がオンしてスイッチング素子３をオフさせる。
【０００９】
すなわち、出力端子Ｐの電圧が高くなるとスイッチング素子３のオンしている時間を短くし、出力端子Ｐの電圧が低くなるとスイッチング素子３のオンしている時間を長くして、出力端子Ｐの電圧を一定にするものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この電源装置にあっては、出力端子Ｐに接続される負荷が軽負荷のとき、スイッチング素子３がオンしている時間が短くなるので、スイッチング素子３のスイッチング周波数が高くなる。このため、スイッチング損失が大きくなるという問題があった。
【００１１】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、軽負荷のときであってもスイッチング周波数を低くしてスイッチング損失を低下させることのできる電源装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、直流電圧が印加されるトランスの１次側巻線側に設けられ前記直流電圧を断続するスイッチング素子を有するスイッチング回路と、このスイッチング回路による直流電圧の断続によりトランスの２次側巻線に誘導される交流電圧を整流する第１整流素子と、この第１整流素子から出力される整流電圧を平滑して出力端子から出力電圧を出力する平滑コンデンサと、前記出力電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路の検出信号を一次側のスイッチング回路へ伝達する伝達回路とを備え、
前記スイッチング回路は、スイッチング素子がオフした際に反転した電圧を生じる１次側補助巻線と、この１次側補助巻線に生じる電圧を前記スイッチング素子のゲートに印加してスイッチング素子をオンさせるゲート回路と、前記伝達回路からの検出信号に基づいて前記スイッチング素子のゲート電圧を低下させてスイッチング素子をオフさせるオフ回路とを有し、これらゲート回路およびオフ回路によるスイッチング素子のオン・オフにより前記出力電圧を所定電圧にする電源装置であって、
前記出力端子に接続される負荷が軽負荷のとき、前記１次側補助巻線に生じる反転した電圧を小さくさせる電圧低下手段と、
前記２次側巻線と別の２次側巻線の一端に接続されこの別の２次側巻線に誘導される交流電圧を整流する第２整流素子と、
この第２整流素子から出力される整流電圧を一定電圧にして出力する定電圧出力回路とを備え、
前記電圧検出回路は、ゲートに入力する電圧が所定電圧となるように前記出力電圧を調整する定電圧ＩＣ回路と、前記出力電圧を分圧して前記ゲートに印加する分圧回路とを有し、
前記電圧低下手段は、軽負荷のとき前記所定電圧より高い電圧を前記定電圧ＩＣ回路のゲートに印加する電圧印加回路を有し、
この電圧印加回路は、外部からのリモート信号によりオン・オフするスイッチ素子と、このスイッチ素子がオフしているときのみ前記定電圧出力回路の出力電圧を前記ゲートに入力させる入力回路とを有し、
前記電圧印加回路は、軽負荷のとき前記スイッチ素子をオフさせて前記定電圧出力回路の出力電圧を前記所定電圧より高い電圧として前記定電圧ＩＣ回路のゲートに印加させ、これにより前記スイッチング素子がオンしてからオフするまでの時間を短くさせることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、前記リモート信号によりオン・オフ動作して、軽負荷のとき定電圧ＩＣ回路に流れる電流を減少させるスイッチ素子を設けたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる電源装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１において、２０は１次側の入力端子Ｓ1,Ｓ2間に接続された電解コンデンサであり、この電解コンデンサ２０には全波整流された整流電圧が印加されるようになっている。２２はスイッチング回路であり、このスイッチング回路２２はトランスＴの１次側巻線２１の一方の端子に接続されたスイッチング素子Ｑ1と、このスイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御する制御回路２３とを有している。
【００１８】
制御回路２３は、トランスＴの１次側巻線（１次側補助巻線）２４と、スイッチ素子２５と、フォトカプラＰＨのホトトランジスタＰＴ等とを有している。そして、スイッチ素子２５のコレクタがスイッチング素子Ｑ１のベースに接続され、スイッチ素子２５のエミッタが接地されている。このスイッチ素子２５のコレクタ,エミッタ間には抵抗Ｒ７が接続され、スイッチ素子２５のエミッタ,ベース間にはコンデンサ２６が接続されている。また、スイッチ素子２５のコレクタは抵抗Ｒ６を介してトランスＴの１次側巻線２１の他方の端子に接続され、スイッチ素子２５のベースにはホトトランジスタＰＴのエミッタが接続されている。
【００１９】
また、ホトトランジスタＰＴのコレクタはダイオードＤ１および抵抗Ｒ１０４を介してトランスＴの１次側巻線２４の一方の端子に接続され、この抵抗１０４とスイッチング素子Ｑ１のゲート間には直列接続されたコンデンサＣ１および抵抗Ｒ４が接続されている。そして、抵抗Ｒ６,Ｒ４,Ｒ１０４とコンデンサＣ１とでスイッチング素子Ｑ１をオンさせるゲート回路が構成されている。また、スイッチ素子２５とコンデンサ２６とフォトトランジスタＰＴ等とでスイッチング素子Ｑ１をオフさせるオフ回路が構成されている。
【００２０】
３０はトランスＴの２次側巻線３１の一方の端子に接続された整流素子、３２は整流素子３０から出力される整流電圧を平滑する平滑コンデンサであり、この平滑コンデンサ３２は出力端子３３とアース間に接続されている。出力端子３３とアース間には出力端子３３の出力電圧を検出する電圧検出回路３４が接続されている。
【００２１】
電圧検出回路３４は、出力端子３３の出力電圧を分圧する分圧回路３５と、定電圧ＩＣ回路３６等とを有している。分圧回路３５は直列接続された抵抗Ｒ１０７,Ｒ１０８から構成され、この抵抗Ｒ１０７,Ｒ１０８によって分圧された電圧が定電圧ＩＣ回路３６のゲート３６Ｇに入力するようになっている。定電圧ＩＣ回路３６は、ゲート３６Ｇ電圧が所定電圧となるように矢印方向に電流を流して出力端子３３の出力電圧を調整するようになっている。例えば、出力端子３３の電圧が高くなるとゲート３６Ｇの電圧が所定値より高くなり、このゲート電圧が所定値となるように定電圧ＩＣ回路３６が矢印方向に多くの電流を流して出力端子３３の電圧を下げさせていき、逆に出力端子３３の電圧が低くなるとゲート３６Ｇの電圧が所定値より低くなり、このゲート電圧が所定値となるように定電圧ＩＣ回路３６に流れる電流を減少して出力端子３３の電圧を上げていくものである。
【００２２】
すなわち、電圧検出回路３４が検出する出力端子３３の出力電圧に応じて定電圧ＩＣ回路３６に電流（検知信号）が流れることになる。
【００２３】
ＰＤはフォトカプラＰＨの発光ダイオード（伝達回路）であり、この発光ダイオードＰＤは定電圧ＩＣ回路３６に流れる電流に応じて発光して１次側のスイッチング回路２２に伝達する。
【００２４】
また、トランスＴの２次側巻線４０の一方の端子には整流素子（第２整流素子）４１が接続され、この整流素子４１の出力端子には平滑コンデンサ４２と定電圧出力回路４３が接続されている。定電圧出力回路４３は、平滑コンデンサ４２によって平滑された整流電圧を一定の出力電圧（５Ｖ）にして出力端子４４へ出力するものである。
【００２５】
定電圧出力回路４３の出力端子とアース間には平滑コンデンサ４５と電圧印加回路（電圧低下手段：スイッチング周波数低下手段）４６とが接続されている。電圧印加回路（電圧低下回路）４６は、外部からのリモート信号によりオン・オフするトランジスタ４７と、カソードが定電圧ＩＣ回路３６のゲート３６Ｇに接続されアノードがトランジスタ４７のコレクタに接続されたダイオード（入力回路）Ｄ３等とを有している。ダイオードＤ３は、トランジスタ４７がオフしているとき定電圧出力回路４２の出力電圧を定電圧ＩＣ回路３６のゲート３６Ｇに入力させるものである。
【００２６】
リモート信号は、軽負荷のときＬレベルの信号であり、通常の負荷のときＨレベルの信号であり、外部の装置(図示せず)から出力されるものである。
【００２７】
次に、上記実施形態の電源装置の動作を図２に示すタイムチャートを参照しながら説明する。
【００２８】
トランスＴの１次側巻線２１に印加される直流電圧はスイッチング素子Ｑ１により断続され、この断続によりトランスＴの２次側巻線３１に交流電圧が誘起される。そして、整流素子３０から図２に示すように整流電流が出力され、この整流電流が平滑コンデンサ３２により平滑されて出力端子３３から１２Ｖ（所定電圧）の直流電圧として出力される。
【００２９】
出力端子３３に通常の負荷が接続されている場合には、外部からＨレベルのリモート信号がトランジスタ４７のベースに入力され、トランジスタ４７は導通する。このトランジスタ４７の導通によりダイオードＤ３のアノードがアース電位となるので、分圧回路３５の分圧電圧（２.５Ｖ）が定電圧ＩＣ回路３６のゲート３６Ｇに入力する。
【００３０】
そして、定電圧ＩＣ回路３６は、電圧検出回路３４が検出する出力端子３３の出力電圧に応じた電流を流す。この電流により、ホトカプラＰＨの発光ダイオードＰＤが発光し、ホトカプラＰＨのフォトトランジスタＰＴに電流が流れる。この電流によりコンデンサ２６が充電されていき、スイッチ素子２５のベース電圧が上昇していく。このベース電圧がスイッチ素子２５の閾値を越えるとスイッチ素子２５がオンしてスイッチング素子Ｑ１をオフさせる。
【００３１】
いま、例えば図２に示す時点ｔ1でスイッチング素子Ｑ１がオフされると、トランスＴの１次コイル２１に流れる電流が急激に減少することにより、トランスＴの１次側コイル２４の電圧Ｖbが反転し、この後時点ｔ2で電圧Ｖbが上昇していく。
この１次側コイル２４の電圧Ｖbに応じてスイッチング素子Ｑ１のベース電圧ＶGが上昇していく。ベース電圧ＶGがスイッチング素子Ｑ１の閾値を越えるとスイッチング素子Ｑ１がオンする（時点ｔ3）。
【００３２】
１次側コイル２４の電圧Ｖbが反転しているとき、すなわち、スイッチング素子Ｑ1がオフしてトランスＴの極性が反転しているとき、整流素子３０から整流電流が出力される。
【００３３】
これら動作が繰り返し行われるとともに定電圧ＩＣ回路３６の動作により、出力端子３３から一定の出力電圧（１２Ｖ）が出力されることになる。
【００３４】
次に、出力端子３３に軽負荷が接続された場合について説明する。
【００３５】
出力端子３３に軽負荷が接続されると、トランジスタ４７のベース電圧にはＬレベルのリモート信号が入力されてトランジスタ４７はオフする。このため、定電圧出力回路４３の出力電圧（５Ｖ）が抵抗Ｒ１およびダイオードＤ３を介して定電圧ＩＣ回路３６のゲート３６Ｇに入力する。すなわち、出力端子３３の出力電圧が高くなったのと同じ状態となり、定電圧ＩＣ回路３６が流す電流が増加し、この結果、スイッチング素子Ｑ1はオンしてから短時間でオフすることになる。
【００３６】
いま、例えば図２に示す時点ｔ10でスイッチング素子Ｑ１がオフされると、トランスＴの一次コイル２１に流れる電流が急激に減少することにより、トランスＴの一次側コイル２４の電圧Ｖbが反転し、この後時点ｔ11で電圧Ｖbが上昇していく。
【００３７】
ところで、スイッチング素子Ｑ1はオンしてから短時間でオフしているので、トランスＴに蓄えられるエネルギーは少ない。このため、反転した電圧Ｖb2はＶb1より小さく、反転したベース電圧ＶG2もＶG1より小さなものとなる。そして、電圧Ｖbの上昇とともにベース電圧ＶGも上昇して行くが、このベース電圧ＶGが上昇して最大となるベース電圧ＶGaがスイッチング素子Ｑ1の閾値を越えないように、１次側コイル２４の巻き数と抵抗Ｒ４の抵抗値とコンデンサＣ１の容量とを予め設定しておくことにより、スイッチング素子Ｑ1はオンせずにベース電圧ＶGは振動していく。
【００３８】
一方、コンデンサＣ１は抵抗Ｒ６を介して充電されていくので、図２の破線で示すように上昇しながらベース電圧ＶGは振動していく。その破線の立ち上りは抵抗Ｒ６,Ｒ７およびコンデンサＣ1の時定数で決まる。
【００３９】
そして、ベース電圧ＶGがスイッチング素子Ｑ1の閾値を越えると、スイッチング素子Ｑ1がオンする（時点ｔ12）。
【００４０】
このように、スイッチング素子Ｑ1がオフしてからオンするまでの時間（時点10〜時点ｔ12）が長くなり、この結果、出力端子３３の出力電圧が１２Ｖ以下となる。また、スイッチング素子Ｑ1がオフしてからオンするまでの時間が長くなることにより、スイッチング素子Ｑ1のスイッチング周波数が低下し、スイッチング損失の低減を図ることができる。
【００４１】
上記のように、軽負荷時にはトランスＴの１次側コイル２４に生じる反転した電圧Ｖb1を低下（小さく）させることにより、スイッチング素子Ｑ1のスイッチング周波数を低下させてスイッチング損失の低減を図ったものである。
【００４２】
［第２実施形態］
図３は、第２実施形態の電源装置の回路図を示したものである。この第２実施形態では、フォトカプラＰＨのフォトダイオードＰＤに並列にトランジスタＱ４を接続し、トランジスタＱ４のベースを抵抗Ｒ１３を介してトランジスタ４７のコレクタに接続し、トランジスタＱ４のコレクタを抵抗Ｒ１１を介してフォトダイオードＰＤのカソードに接続し、トランジスタ４７のコレクタをダイオードＤ２を介して抵抗Ｒ１に接続したものである。
【００４３】
この第２実施形態によれば、トランジスタ４７がオンしているとき、すなわち、出力端子３３に通常の負荷が接続されているときトランジスタＱ４がオンし、抵抗Ｒ１１に電流が流れる。トランジスタ４７がオフしているとき、すなわち、出力端子３３に軽負荷が接続されているときトランジスタＱ４がオフし、抵抗Ｒ１１に電流が流れない。これにより、定常負荷時には定電圧ＩＣ回路３６に確実に電流を流し、軽負荷時には不要なＲ１１の電流を流さなくして損失の低減を図るものである。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、軽負荷のときスイッチング周波数を低くしてスイッチング損失を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電源装置の具体的構成を示した回路図である。
【図２】図１の主要部のタイムチャートである。
【図３】第２実施形態の構成を示した回路図である。
【図４】従来の電源装置の構成を示した回路図である。
【符号の説明】
２１１次側巻線
２２スイッチング回路
３０整流素子（第１整流素子）
３１２次側巻線
３２平滑コンデンサ
３３出力端子
３４電圧検出回路
４６電圧印加回路
Ｔトランス
Ｑ1 スイッチング素子
ＰＨフォトカプラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply apparatus that generates a DC voltage by intermittently inputting an input DC voltage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a power supply device shown in FIG. 4 is known. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a switching circuit having a switching element 3 for intermittently converting a DC voltage applied to the primary winding 2 of the transformer H into an AC voltage. The switching circuit 1
It has a switch element 4 for turning off the switching element 3, a capacitor 5 for making the switch element 4 conductive, a phototransistor PH1 of a photocoupler PH that charges the capacitor 5, and the like.
[0003]
Reference numeral 6 denotes a first rectifier element that rectifies an AC voltage induced in the secondary winding 7 of the transformer H, and reference numeral 8 denotes a smoothing capacitor that smoothes the rectified voltage of the first rectifier element 6. Reference numeral 9 denotes a detection circuit that detects the output voltage of the output terminal P. The detection circuit 9 includes a voltage dividing circuit 11 that divides the output voltage of the output terminal P, a constant voltage IC circuit 12, and the like. The voltage divided by the voltage dividing circuit 11 is inputted to the gate 12G of the constant voltage IC circuit 12, and the constant voltage IC circuit 12 adjusts the output voltage of the output terminal P so that the voltage of the gate 12G becomes a predetermined voltage. It is.
[0004]
In this adjustment, for example, when the gate 12G voltage is equal to or higher than a predetermined value, the output voltage is lowered by increasing the current flowing to the ground to lower the gate 12G voltage to the predetermined value. Conversely, the gate 12G voltage is lower than the predetermined value. In some cases, the output voltage is raised by reducing the current flowing to the ground, and the gate 12G voltage is raised to a predetermined value.
[0005]
The light emitting diode (transmission circuit) PH2 of the photocoupler PH emits light according to the current (detection signal) flowing through the constant voltage IC circuit 12, and is transmitted to the switching circuit 1 on the primary side.
[0006]
In FIG. 4, 13 is a second rectifying element that rectifies an AC voltage induced in another secondary winding 14 of the transformer H, and 15 is a constant voltage output that outputs the rectified voltage of the second rectifying element 13 at a constant level. Circuit.
[0007]
According to this power supply device, the switching element 3 is repeatedly turned on and off, whereby the rectified voltage is output from the first rectifying element 6 and the output voltage is output from the output terminal P. Now, when the output voltage at the output terminal P increases, the current flowing through the constant voltage IC circuit 12 increases, and the light emission amount of the light emitting diode PH2 of the photocoupler PH increases. This increase in light emission increases the current flowing through the phototransistor PH1 of the photocoupler PH, the capacitor 5 is charged in a short time, and the base voltage of the switch element 4 exceeds the threshold value in a short time. When the base voltage exceeds the threshold value, the switch element 4 is turned on and the switching element 3 is turned off.
[0008]
Conversely, when the output voltage at the output terminal P is lowered, the divided voltage of the voltage dividing circuit 11 is lowered, so that the current flowing through the constant voltage IC circuit 12 is reduced, and the light emission amount of the light emitting diode PH2 of the photocoupler PH is reduced. . Due to the decrease in the amount of light emission, the current flowing through the phototransistor PH1 of the photocoupler PH decreases, the charging time of the capacitor 5 increases, and the time until the base voltage of the switch element 4 exceeds the threshold value increases. When the base voltage exceeds the threshold value, the switch element 4 is turned on and the switching element 3 is turned off.
[0009]
That is, when the voltage at the output terminal P is increased, the time during which the switching element 3 is turned on is shortened. When the voltage at the output terminal P is decreased, the time during which the switching element 3 is turned on is increased. Is made constant.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this power supply device, when the load connected to the output terminal P is a light load, the time during which the switching element 3 is on is shortened, so that the switching frequency of the switching element 3 is increased. For this reason, there has been a problem that the switching loss increases.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power supply device capable of reducing the switching loss by lowering the switching frequency even when the load is light.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a switching circuit having a switching element that is provided on a primary winding side of a transformer to which a DC voltage is applied and that interrupts the DC voltage, and a DC circuit that uses the switching circuit. A first rectifying element that rectifies an alternating voltage induced in the secondary winding of the transformer due to voltage interruption, and a smoothing that outputs the output voltage from the output terminal by smoothing the rectified voltage output from the first rectifying element. A capacitor, a voltage detection circuit that detects the output voltage, and a transmission circuit that transmits a detection signal of the voltage detection circuit to a switching circuit on the primary side,
The switching circuit turns on the switching element by applying a primary side auxiliary winding that generates an inverted voltage when the switching element is turned off, and a voltage generated in the primary side auxiliary winding to the gate of the switching element. A gate circuit, and an off circuit that turns off the switching element by lowering a gate voltage of the switching element based on a detection signal from the transmission circuit, and the switching element is turned on and off by the gate circuit and the off circuit. A power supply device for setting the output voltage to a predetermined voltage,
When the load connected to the output terminal is a light load, voltage reducing means for reducing the inverted voltage generated in the primary side auxiliary winding;
A second rectifying element connected to one end of the secondary winding and another secondary winding to rectify an AC voltage induced in the other secondary winding;
A constant voltage output circuit that outputs the rectified voltage output from the second rectifying element at a constant voltage,
The voltage detection circuit includes a constant voltage IC circuit that adjusts the output voltage so that a voltage input to the gate becomes a predetermined voltage, and a voltage dividing circuit that divides the output voltage and applies the voltage to the gate.
The voltage lowering means has a voltage application circuit for applying a voltage higher than the predetermined voltage to the gate of the constant voltage IC circuit at a light load,
The voltage application circuit includes a switching element that is turned on / off by a remote signal from the outside, and an input circuit that inputs the output voltage of the constant voltage output circuit to the gate only when the switching element is off. ,
The voltage application circuit turns off the switch element when the load is light and causes the output voltage of the constant voltage output circuit to be applied to the gate of the constant voltage IC circuit as a voltage higher than the predetermined voltage. It is characterized by shortening the time from turning on to turning off.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a switch element that is turned on / off by the remote signal to reduce a current flowing in the constant voltage IC circuit at a light load .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a power supply device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
[First Embodiment]
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes an electrolytic capacitor connected between the primary-side input terminals S1 and S2. A full-wave rectified rectified voltage is applied to the electrolytic capacitor 20. Reference numeral 22 denotes a switching circuit. The switching circuit 22 includes a switching element Q1 connected to one terminal of the primary side winding 21 of the transformer T and a control circuit 23 that controls on / off of the switching element Q1. Have.
[0018]
The control circuit 23 includes a primary side winding (primary side auxiliary winding) 24 of the transformer T, a switch element 25, a phototransistor PT of the photocoupler PH, and the like. The collector of the switch element 25 is connected to the base of the switching element Q1, and the emitter of the switch element 25 is grounded. A resistor R7 is connected between the collector and emitter of the switch element 25, and a capacitor 26 is connected between the emitter and base of the switch element 25. The collector of the switch element 25 is connected to the other terminal of the primary side winding 21 of the transformer T via the resistor R6, and the emitter of the phototransistor PT is connected to the base of the switch element 25.
[0019]
The collector of the phototransistor PT is connected to one terminal of the primary winding 24 of the transformer T via the diode D1 and the resistor R104, and a capacitor connected in series is connected between the resistor 104 and the gate of the switching element Q1. C1 and resistor R4 are connected. The resistors R6, R4, R104 and the capacitor C1 constitute a gate circuit that turns on the switching element Q1. The switching element 25, the capacitor 26, the phototransistor PT, and the like constitute an off circuit that turns off the switching element Q1.
[0020]
30 is a rectifier connected to one terminal of the secondary winding 31 of the transformer T, 32 is a smoothing capacitor that smoothes the rectified voltage output from the rectifier 30, and the smoothing capacitor 32 is connected to the output terminal 33. Connected between grounds. A voltage detection circuit 34 that detects the output voltage of the output terminal 33 is connected between the output terminal 33 and the ground.
[0021]
The voltage detection circuit 34 includes a voltage dividing circuit 35 that divides the output voltage of the output terminal 33, a constant voltage IC circuit 36, and the like. The voltage dividing circuit 35 includes resistors R107 and R108 connected in series, and the voltage divided by the resistors R107 and R108 is input to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36. The constant voltage IC circuit 36 adjusts the output voltage of the output terminal 33 by flowing a current in the direction of the arrow so that the gate 36G voltage becomes a predetermined voltage. For example, when the voltage at the output terminal 33 increases, the voltage at the gate 36G becomes higher than a predetermined value, and the constant voltage IC circuit 36 passes a large amount of current in the direction of the arrow so that the gate voltage becomes a predetermined value. On the contrary, when the voltage of the output terminal 33 becomes lower, the voltage of the gate 36G becomes lower than a predetermined value, and the current flowing through the constant voltage IC circuit 36 is reduced so that the gate voltage becomes a predetermined value. The voltage at the output terminal 33 is increased.
[0022]
That is, a current (detection signal) flows through the constant voltage IC circuit 36 in accordance with the output voltage of the output terminal 33 detected by the voltage detection circuit 34.
[0023]
PD is a light emitting diode (transmission circuit) of the photocoupler PH, and this light emitting diode PD emits light according to the current flowing through the constant voltage IC circuit 36 and transmits it to the switching circuit 22 on the primary side.
[0024]
Further, a rectifier (second rectifier) 41 is connected to one terminal of the secondary winding 40 of the transformer T, and a smoothing capacitor 42 and a constant voltage output circuit 43 are connected to the output terminal of the rectifier 41. Has been. The constant voltage output circuit 43 converts the rectified voltage smoothed by the smoothing capacitor 42 into a constant output voltage (5 V) and outputs it to the output terminal 44.
[0025]
A smoothing capacitor 45 and a voltage application circuit (voltage reduction means: switching frequency reduction means) 46 are connected between the output terminal of the constant voltage output circuit 43 and the ground. The voltage application circuit (voltage reduction circuit) 46 includes a transistor 47 that is turned on / off by a remote signal from the outside, and a diode (a cathode connected to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36 and an anode connected to the collector of the transistor 47). Input circuit) D3 and the like. The diode D3 inputs the output voltage of the constant voltage output circuit 42 to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36 when the transistor 47 is off.
[0026]
The remote signal is an L level signal when the load is light, and is an H level signal when the load is normal, and is output from an external device (not shown).
[0027]
Next, the operation of the power supply device of the above embodiment will be described with reference to the time chart shown in FIG.
[0028]
The DC voltage applied to the primary side winding 21 of the transformer T is interrupted by the switching element Q1, and an AC voltage is induced in the secondary side winding 31 of the transformer T by this interruption. Then, a rectified current is output from the rectifying element 30 as shown in FIG. 2, and this rectified current is smoothed by the smoothing capacitor 32 and output from the output terminal 33 as a DC voltage of 12 V (predetermined voltage).
[0029]
When a normal load is connected to the output terminal 33, an H level remote signal is input from the outside to the base of the transistor 47, and the transistor 47 becomes conductive. Since the anode of the diode D3 becomes the ground potential by the conduction of the transistor 47, the divided voltage (2.5V) of the voltage dividing circuit 35 is input to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36.
[0030]
The constant voltage IC circuit 36 allows a current corresponding to the output voltage of the output terminal 33 detected by the voltage detection circuit 34 to flow. With this current, the light emitting diode PD of the photocoupler PH emits light, and a current flows through the phototransistor PT of the photocoupler PH. The capacitor 26 is charged by this current, and the base voltage of the switch element 25 increases. When the base voltage exceeds the threshold value of the switch element 25, the switch element 25 is turned on and the switching element Q1 is turned off.
[0031]
Now, for example, when the switching element Q1 is turned off at time t1 shown in FIG. 2, the voltage Vb of the primary coil 24 of the transformer T is inverted by suddenly decreasing the current flowing through the primary coil 21 of the transformer T. Thereafter, the voltage Vb increases at time t2.
The base voltage VG of the switching element Q1 rises according to the voltage Vb of the primary coil 24. When the base voltage VG exceeds the threshold value of the switching element Q1, the switching element Q1 is turned on (time point t3).
[0032]
When the voltage Vb of the primary coil 24 is inverted, that is, when the switching element Q1 is turned off and the polarity of the transformer T is inverted, a rectified current is output from the rectifier 30.
[0033]
These operations are repeated and a constant output voltage (12 V) is output from the output terminal 33 by the operation of the constant voltage IC circuit 36.
[0034]
Next, a case where a light load is connected to the output terminal 33 will be described.
[0035]
When a light load is connected to the output terminal 33, an L level remote signal is input to the base voltage of the transistor 47, and the transistor 47 is turned off. Therefore, the output voltage (5V) of the constant voltage output circuit 43 is input to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36 via the resistor R1 and the diode D3. That is, the output voltage at the output terminal 33 becomes the same as when the output voltage is increased, and the current flowing through the constant voltage IC circuit 36 increases. As a result, the switching element Q1 is turned off in a short time after being turned on.
[0036]
Now, for example, when the switching element Q1 is turned off at time t10 shown in FIG. 2, the voltage Vb of the primary side coil 24 of the transformer T is inverted by suddenly decreasing the current flowing through the primary coil 21 of the transformer T, Thereafter, the voltage Vb increases at time t11.
[0037]
By the way, since the switching element Q1 is turned off in a short time after being turned on, less energy is stored in the transformer T. Therefore, the inverted voltage Vb2 is smaller than Vb1, and the inverted base voltage VG2 is also smaller than VG1. As the voltage Vb increases, the base voltage VG also increases. However, the base voltage VGa increases so that the maximum base voltage VGa does not exceed the threshold value of the switching element Q1. By previously setting the number, the resistance value of the resistor R4, and the capacitance of the capacitor C1, the switching element Q1 is not turned on, and the base voltage VG oscillates.
[0038]
On the other hand, since the capacitor C1 is charged through the resistor R6, the base voltage VG oscillates while rising as shown by the broken line in FIG. The rise of the broken line is determined by the time constants of the resistors R6 and R7 and the capacitor C1.
[0039]
When the base voltage VG exceeds the threshold value of the switching element Q1, the switching element Q1 is turned on (time t12).
[0040]
As described above, the time (time point 10 to time point t12) from when the switching element Q1 is turned off to when it is turned on becomes longer. As a result, the output voltage of the output terminal 33 becomes 12V or less. Further, since the time from when the switching element Q1 is turned off to when it is turned on becomes longer, the switching frequency of the switching element Q1 is lowered, and the switching loss can be reduced.
[0041]
As described above, when the load is light, the inverted voltage Vb1 generated in the primary coil 24 of the transformer T is reduced (decreased), thereby reducing the switching frequency of the switching element Q1 and reducing the switching loss. is there.
[0042]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a circuit diagram of the power supply device according to the second embodiment. In the second embodiment, the transistor Q4 is connected in parallel to the photodiode PD of the photocoupler PH, the base of the transistor Q4 is connected to the collector of the transistor 47 via the resistor R13, and the collector of the transistor Q4 is connected via the resistor R11. Are connected to the cathode of the photodiode PD, and the collector of the transistor 47 is connected to the resistor R1 via the diode D2.
[0043]
According to the second embodiment, when the transistor 47 is turned on, that is, when a normal load is connected to the output terminal 33, the transistor Q4 is turned on, and a current flows through the resistor R11. When the transistor 47 is off, that is, when a light load is connected to the output terminal 33, the transistor Q4 is turned off and no current flows through the resistor R11. As a result, the current is surely supplied to the constant voltage IC circuit 36 at the time of steady load, and the loss of unnecessary R11 is not supplied at the time of light load, thereby reducing the loss.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the switching loss can be reduced by lowering the switching frequency when the load is light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a specific configuration of a power supply device according to the present invention.
FIG. 2 is a time chart of the main part of FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional power supply device.
[Explanation of symbols]
21 Primary side winding 22 Switching circuit 30 Rectifier (first rectifier)
31 Secondary winding 32 Smoothing capacitor 33 Output terminal 34 Voltage detection circuit 46 Voltage application circuit T Transformer Q1 Switching element PH Photocoupler

Claims

A switching circuit provided on the primary side winding side of the transformer to which the DC voltage is applied and having a switching element for interrupting the DC voltage, and the DC voltage by the switching circuit is induced in the secondary side winding of the transformer. A first rectifier that rectifies the alternating voltage, a smoothing capacitor that smoothes the rectified voltage output from the first rectifier and outputs an output voltage from an output terminal, a voltage detection circuit that detects the output voltage, A transmission circuit for transmitting the detection signal of the voltage detection circuit to the switching circuit on the primary side,
The switching circuit turns on the switching element by applying a primary side auxiliary winding that generates an inverted voltage when the switching element is turned off, and a voltage generated in the primary side auxiliary winding to the gate of the switching element. A gate circuit, and an off circuit that turns off the switching element by lowering a gate voltage of the switching element based on a detection signal from the transmission circuit, and the switching element is turned on and off by the gate circuit and the off circuit. A power supply device for setting the output voltage to a predetermined voltage,
When the load connected to the output terminal is a light load, voltage reducing means for reducing the inverted voltage generated in the primary side auxiliary winding;
A second rectifying element connected to one end of the secondary winding and another secondary winding to rectify an AC voltage induced in the other secondary winding;
A constant voltage output circuit that outputs the rectified voltage output from the second rectifying element at a constant voltage,
The voltage detection circuit includes a constant voltage IC circuit that adjusts the output voltage so that a voltage input to the gate becomes a predetermined voltage, and a voltage dividing circuit that divides the output voltage and applies the voltage to the gate.
The voltage lowering means has a voltage application circuit for applying a voltage higher than the predetermined voltage to the gate of the constant voltage IC circuit at a light load,
The voltage application circuit includes a switching element that is turned on / off by a remote signal from the outside, and an input circuit that inputs the output voltage of the constant voltage output circuit to the gate only when the switching element is off. ,
The voltage application circuit turns off the switch element when the load is light and causes the output voltage of the constant voltage output circuit to be applied to the gate of the constant voltage IC circuit as a voltage higher than the predetermined voltage. A power supply device characterized by shortening the time from turning on to turning off.

2. The power supply device according to claim 1, further comprising a switch element that is turned on and off by the remote signal to reduce a current flowing in the constant voltage IC circuit at a light load .