JP4937958B2 - Switching power supply - Google Patents

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Description

本願発明は、負荷に安定化した直流電圧を供給するスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply that supplies a stabilized DC voltage to a load.

直流電源からトランスの一次巻線に供給する電流をスイッチングトランジスタによりオン、オフし、そのトランスの二次巻線に誘起した電圧を整流平滑化した直流電圧を負荷に供給し、その直流電圧と設定基準電圧と比較し、誤差分に応じてスイッチングトランジスタのオン期間を制御することにより、負荷に供給する直流電圧を安定化するスイッチング電源装置は、既に各種の構成が提案され、且つ実用化されている。例えば、図3は従来例のスイッチング電源装置を示すものであり、DCは直流電源で、電池として図示しているが、通常は、商用交流電圧を整流して平滑化した直流電圧を供給する構成が一般的である。又Tは一次巻線n1と第一の二次巻線n2−1と第二の二次巻線n2−2と制御用補助巻線n3とを有するトランス、SWは電源スイッチ、Q1は電界効果トランジスタ(FET)等のスイッチングトランジスタ、Q2は制御トランジスタ、PCはフィードバック用のフォトカプラ、LD1,LD2は半導体集積回路(IC)等の負荷、FMは冷却用ファンを駆動する為のファンモータ、D1,D2はダイオード、ZD1はツェナーダイオード、R1〜R4は抵抗、C1〜C3はコンデンサを示す。なお、抵抗R1は起動用の高抵抗値のものであり、起動後は切り離す構成とすることも可能である。又コンデンサC1,C2は、ダイオードD1,D2により整流された電圧の平滑回路を構成するコンデンサであって、リアクトルや抵抗等は図示を省略している。又コンデンサC3と抵抗R3とは、スイッチングトランジスタQ1をスイッチング駆動する為のパルス発生回路に相当する。   The current supplied from the DC power source to the transformer primary winding is turned on and off by the switching transistor, and the DC voltage obtained by rectifying and smoothing the voltage induced in the transformer secondary winding is supplied to the load, and the DC voltage is set. Switching power supply devices that stabilize the DC voltage supplied to the load by controlling the ON period of the switching transistor according to the error compared to the reference voltage have already been proposed and put into practical use. Yes. For example, FIG. 3 shows a conventional switching power supply apparatus, where DC is a direct current power supply and is shown as a battery, but usually a configuration in which a commercial AC voltage is rectified and supplied with a smoothed DC voltage. Is common. T is a transformer having a primary winding n1, a first secondary winding n2-1, a second secondary winding n2-2, and a control auxiliary winding n3, SW is a power switch, and Q1 is a field effect. Switching transistor such as a transistor (FET), Q2 is a control transistor, PC is a photocoupler for feedback, LD1 and LD2 are loads of a semiconductor integrated circuit (IC), FM is a fan motor for driving a cooling fan, D1 , D2 are diodes, ZD1 is a Zener diode, R1 to R4 are resistors, and C1 to C3 are capacitors. Note that the resistor R1 has a high resistance value for activation and can be disconnected after activation. Capacitors C1 and C2 are capacitors constituting a smoothing circuit for the voltage rectified by the diodes D1 and D2, and the reactor, resistance, and the like are not shown. The capacitor C3 and the resistor R3 correspond to a pulse generation circuit for switching the switching transistor Q1.

電源スイッチSWをオンとすると、スイッチングトランジスタQ1のゲートに、起動用の抵抗R1を介して電圧が加えられて、スイッチングトランジスタQ1はオンとなり、直流電源DCからトランスTの一次巻線n1に電流が流れ、二次巻線n2−1,n2−2及び制御用補助巻線n3に電圧が誘起する。その制御用補助巻線n3の誘起電圧を、抵抗R3とコンデンサC3との直列回路を介してスイッチングトランジスタQ1のゲートに電圧V4として印加する。この電圧V4は、抵抗R3とコンデンサC3とによる時定数に従ったパルス電圧であり、このパルス電圧のパルス幅及び周期に従ってスイッチングトランジスタQ1のオン、オフのスイッチング動作が繰り返される。なお、制御トランジスタQ2がオンとなると、スイッチングトランジスタQ1のゲートにパルス電圧が印加されないで、スイッチングトランジスタQ1はオフとなる。   When the power switch SW is turned on, a voltage is applied to the gate of the switching transistor Q1 via the starting resistor R1, the switching transistor Q1 is turned on, and a current flows from the DC power source DC to the primary winding n1 of the transformer T. A voltage is induced in the secondary windings n2-1 and n2-2 and the control auxiliary winding n3. The induced voltage of the control auxiliary winding n3 is applied as a voltage V4 to the gate of the switching transistor Q1 through a series circuit of a resistor R3 and a capacitor C3. This voltage V4 is a pulse voltage according to the time constant by the resistor R3 and the capacitor C3, and the switching operation of the switching transistor Q1 on and off is repeated according to the pulse width and period of this pulse voltage. When the control transistor Q2 is turned on, no pulse voltage is applied to the gate of the switching transistor Q1, and the switching transistor Q1 is turned off.

又第二の二次巻線n2−2の誘起電圧を、ダイオードD1により整流し、コンデンサC1により平滑化して負荷LD2に直流電圧V2を供給する。又第一の二次巻線n2−1の誘起電圧を、ダイオードD2により整流し、コンデンサC2により平滑化して負荷LD1とファンモータFMとに対して直流電圧V1を供給する。この直流電圧V1がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を超えると、即ち、直流電圧V1が設定値を超えると、フォトカプラPCがオン状態となり、制御トランジスタQ2のベースに、オン状態のフォトカプラPCと抵抗R2とを介して、制御用補助巻線n3の誘起電圧を印加し、制御トランジスタQ2をオンとして、スイッチングトランジスタQ1をオフとする。それにより、負荷LD1とファンモータFMとに印加する電圧V1を安定化することができる。この場合、負荷LD1に供給する直流電圧V1と、負荷LD2に供給する直流電圧V2とを同一とする構成又は異なる構成とすることができる。   The induced voltage of the second secondary winding n2-2 is rectified by the diode D1, smoothed by the capacitor C1, and the DC voltage V2 is supplied to the load LD2. The induced voltage of the first secondary winding n2-1 is rectified by the diode D2, smoothed by the capacitor C2, and the DC voltage V1 is supplied to the load LD1 and the fan motor FM. When the DC voltage V1 exceeds the Zener voltage of the Zener diode ZD1, that is, when the DC voltage V1 exceeds the set value, the photocoupler PC is turned on, and the on-state photocoupler PC and the resistance are connected to the base of the control transistor Q2. The induced voltage of the control auxiliary winding n3 is applied via R2, the control transistor Q2 is turned on, and the switching transistor Q1 is turned off. Thereby, the voltage V1 applied to the load LD1 and the fan motor FM can be stabilized. In this case, the DC voltage V1 supplied to the load LD1 and the DC voltage V2 supplied to the load LD2 can be the same or different.

又トランスの二次側の誘起電圧を整流平滑化して負荷に供給し、その負荷に供給する電圧を検出し、フォトカプラを介してトランスの一次側にフィードバックし、負荷に供給する電圧の安定化と、過電圧保護とを行うスイッチング電源装置も知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−146148号公報
Also, the induced voltage on the secondary side of the transformer is rectified and smoothed, supplied to the load, the voltage supplied to the load is detected, fed back to the primary side of the transformer via a photocoupler, and the voltage supplied to the load is stabilized A switching power supply device that performs overvoltage protection is also known (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-5-146148

従来例の図3に示すスイッチング電源装置は、スイッチングトランジスタQ1のオン、オフを制御する為に、鋸歯状波、三角波等のタイミング制御の為の信号発生器を含むパルス幅制御回路や、出力電圧と基準電圧とを比較して、パルス幅制御回路のパルス幅の制御信号を入力するフィードバック制御用の誤差増幅器等を省略可能とした比較的簡単な構成であり、トランスTの第一の二次巻線n2−1にダイオードD2を介して負荷LD1のみに直流電圧V1を供給する場合、即ち、ファンモータFMを接続していない場合は、電源スイッチSWをオンとして起動した時に、所望の直流電圧を供給することが可能である。しかし、種々の状況によって、空冷用のファンを駆動する為の図示のようなファンモータFMや、DC/DCコンバータ等の起動時に突入電流が流れる負荷を接続する必要が発生する。このような場合、電源スイッチSWをオンとして起動した時に、トランスTの第一の二次巻線n2−1の誘起電圧を整流して印加するファンモータFM等の負荷に、大きな突入電流が流れる。この場合でも、二次巻線n2−1の誘起電圧を整流した直流電圧V1をフィードバックしてスイッチングトランジスタQ1のスイッチング制御を行うものであるから、直流電圧V1は設定値以上には上昇しないように制御される。このように、第一の二次巻線n2−1の誘起電圧を安定化できるが、第二の二次巻線n2−2の誘起電圧は、直接フィードバック制御に寄与しないものであるから、一方の直流電圧V1を設定値となるように制御しても、他方の直流電圧V2は設定値を超えることになり、負荷LD2に対しては、過電圧印加の状態が発生し、負荷LD2を破損する可能性の問題がある。特に負荷LD2が半導体集積回路等の場合には、過電圧によって障害が発生する。   The conventional switching power supply shown in FIG. 3 has a pulse width control circuit including a signal generator for timing control such as a sawtooth wave and a triangular wave, and an output voltage for controlling on / off of the switching transistor Q1. And a reference voltage, and a comparatively simple configuration in which an error amplifier for feedback control that inputs a pulse width control signal of the pulse width control circuit can be omitted, and the first secondary of the transformer T When the DC voltage V1 is supplied only to the load LD1 via the diode D2 to the winding n2-1, that is, when the fan motor FM is not connected, when the power switch SW is turned on and activated, the desired DC voltage Can be supplied. However, depending on various situations, it is necessary to connect a fan motor FM as shown in the figure for driving an air cooling fan or a load through which an inrush current flows when starting a DC / DC converter or the like. In such a case, when the power switch SW is turned on and activated, a large inrush current flows through a load such as the fan motor FM that rectifies and applies the induced voltage of the first secondary winding n2-1 of the transformer T. . Even in this case, the DC voltage V1 obtained by rectifying the induced voltage of the secondary winding n2-1 is fed back to perform switching control of the switching transistor Q1, so that the DC voltage V1 does not rise above the set value. Be controlled. Thus, although the induced voltage of the first secondary winding n2-1 can be stabilized, the induced voltage of the second secondary winding n2-2 does not directly contribute to feedback control. Even if the DC voltage V1 is controlled so as to become the set value, the other DC voltage V2 exceeds the set value, and an overvoltage is applied to the load LD2, and the load LD2 is damaged. There is a possibility problem. In particular, when the load LD2 is a semiconductor integrated circuit or the like, a failure occurs due to overvoltage.

例えば、図4に、前述の負荷LD1,LD2にそれぞれ印加する直流電圧V1,V2と、スイッチングトランジスタQ1のゲートに印加する電圧V4として示すパルスデューティと、ファンモータFMに流れる電流I1との起動時の概要特性を示すもので、横軸は時間t、縦軸は電圧Vと電流Iとを示す。電源スイッチSWをオンとしてからの時間経過に従って、負荷LD1,LD2に印加する直流電圧V1,V2は上昇を開始し、又ファンモータFMに流れる電流I1も上昇し、ファンモータFMが所定の回転数に達すると、電流I1は一定値となる。この電流I1の上昇時には、直流電圧V1を一定に維持する為に、スイッチングトランジスタQ1のゲートに抵抗R3とコンデンサC3とを介して印加する電圧V4としてのパルスのデューティは、制御トランジスタQ2がオンとならないので、最大値MAXとなる。その為に、負荷LD1及びファンモータFMに印加する一方の直流電圧V1を安定化しても、負荷LD2に印加する他方の直流電圧V2は、負荷LD2に対して許容最大値MAXを超える問題がある。   For example, in FIG. 4, when the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2, respectively, the pulse duty shown as the voltage V4 applied to the gate of the switching transistor Q1, and the current I1 flowing through the fan motor FM are started. The horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents voltage V and current I. As time elapses after the power switch SW is turned on, the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2 start to rise, and the current I1 flowing through the fan motor FM also rises, so that the fan motor FM has a predetermined rotational speed. The current I1 becomes a constant value. When the current I1 rises, in order to maintain the DC voltage V1 constant, the duty of the pulse as the voltage V4 applied to the gate of the switching transistor Q1 via the resistor R3 and the capacitor C3 is such that the control transistor Q2 is turned on. Therefore, the maximum value MAX is obtained. Therefore, even if one DC voltage V1 applied to the load LD1 and the fan motor FM is stabilized, there is a problem that the other DC voltage V2 applied to the load LD2 exceeds the allowable maximum value MAX with respect to the load LD2. .

本発明は、前述の従来例の問題点を解決することを目的とするもので、電源スイッチをオンとして、第一の二次巻線n2−1の誘起電圧を整流した直流電圧を印加する負荷が、前述のファンモータFMやDC/DCコンバータのように突入電流が流れる特性の場合、フィードバック制御していない第二の二次巻線n2−2側の直流電圧が設定値を超えて上昇しないように、低コストでもって保護するものである。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional example. A load that turns on the power switch and applies a DC voltage obtained by rectifying the induced voltage of the first secondary winding n2-1. However, in the case where the inrush current flows as in the case of the fan motor FM or the DC / DC converter described above, the DC voltage on the second secondary winding n2-2 side that is not feedback controlled does not increase beyond the set value. Thus, it protects at low cost.

本発明のスイッチング電源装置は、一次巻線と制御用補助巻線と複数の二次巻線を有するトランスと、このトランスの一次巻線に直流電圧を印加する為の電源スイッチ及びスイッチングトランジスタと、トランスの制御用補助巻線の誘起電圧を、スイッチングトランジスタのゲートにパルス電圧として印加する為の直列接続の抵抗とコンデンサと、スイッチングトランジスタのゲートに印加するパルス電圧を、オン状態によりバイパスする制御トランジスタと、複数の二次巻線の中の第一の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として印加した時に突入電流が流れる負荷に供給する整流平滑化回路と、その負荷に印加する直流電圧が設定値を超えた時に、制御トランジスタをオンとするように接続した第一のツェナーダイオードと、複数の二次巻線の中の第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する整流平滑化回路とを含むスイッチング電源装置であって、第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する整流平滑化回路の出力直流電圧が設定値を超えた時に、この出力直流電圧を、制御トランジスタのベースに印加するように接続した第二のツェナーダイオードを設けた構成を有するものであり、又直流電圧を印加した時に突入電流が流れる負荷として、直流電源側からは容量性負荷のように見えるDC/DCコンバータ又は直流モータにより空冷用のファンを駆動する構成のファンモータ等がある。   The switching power supply device of the present invention includes a primary winding, a control auxiliary winding, a transformer having a plurality of secondary windings, a power switch and a switching transistor for applying a DC voltage to the primary winding of the transformer, Resistor and capacitor connected in series to apply induced voltage of auxiliary winding for controlling transformer as pulse voltage to gate of switching transistor A rectifying / smoothing circuit that supplies a load through which an inrush current flows when an induced voltage of a first secondary winding among a plurality of secondary windings is applied as a DC voltage, and a DC voltage applied to the load is A first Zener diode connected to turn on the control transistor when the set value is exceeded, and a plurality of secondary windings And a rectifying / smoothing circuit for supplying the induced voltage of the second secondary winding as a DC voltage to the load, wherein the induced voltage of the second secondary winding is applied to the load as the DC voltage. When the output DC voltage of the supplied rectifying / smoothing circuit exceeds a set value, the output DC voltage is provided with a second Zener diode connected so as to be applied to the base of the control transistor, As a load through which an inrush current flows when a DC voltage is applied, there is a fan motor configured to drive an air cooling fan by a DC / DC converter or a DC motor that looks like a capacitive load from the DC power supply side.

フィードバック制御により出力直流電圧の安定化を図る第一の二次巻線側に対して、第二の二次巻線側は、従来フィードバック制御を行う構成でないことにより、設定直流電圧を超える直流電圧となるが、第二のツェナーダイオードを介して第二の二次巻線側の整流平滑化した直流電圧を制御トランジスタのベースに供給する簡単な構成によって、第二の二次巻線側の負荷に印加する直流電圧を設定値に抑制することができる。なお、第二の二次巻線側の負荷と並列に第二のツェナーダイオードを接続して過電圧保護を行う場合、電力損失が増大し、スイッチング電源装置としての効率が多少低下するが、前述の構成により、効率を低下させることなく、簡単且つ廉価な構成により、突入電流による問題を解決することができる。   In contrast to the first secondary winding side that stabilizes the output DC voltage by feedback control, the second secondary winding side is not configured to perform conventional feedback control, and thus the DC voltage that exceeds the set DC voltage. However, the load on the second secondary winding side can be obtained by a simple configuration in which the rectified and smoothed DC voltage on the second secondary winding side is supplied to the base of the control transistor via the second Zener diode. The DC voltage applied to can be suppressed to a set value. When overvoltage protection is performed by connecting a second Zener diode in parallel with the load on the second secondary winding side, the power loss increases and the efficiency as a switching power supply device is slightly reduced. With the configuration, the problem caused by the inrush current can be solved with a simple and inexpensive configuration without reducing the efficiency.

本発明のスイッチング電源装置は、図1を参照すると、一次巻線(n1)と制御用補助巻線(n3)と複数の二次巻線(n2−1,n2−2)とを有するトランス(T)と、前記一次巻線(n1)に直流電圧を印加する為の電源スイッチ(SW)及び前記直流電圧をスイッチングして印加する為のスイッチングトランジスタ(Q1)と、前記制御用補助巻線(n3)の誘起電圧を前記スイッチングトランジスタ(Q1)のゲートにパルス電圧として印加する為の直列接続の抵抗とコンデンサ(R3,C3)と、前記スイッチングトランジスタ(Q1)のゲートに印加する前記パルス電圧をバイパスする為の制御トランジスタ(Q2)と、前記複数の二次巻線の中の第一の二次巻線(n2−1)の誘起電圧を整流した直流電圧印加した時に突入電流が流れる負荷(RD)に前記直流電圧を供給する第一の整流平滑化回路(D2,C2)と、前記負荷(RD)に印加する直流電圧が設定値を超えた時に、前記制御トランジスタ(Q2)をオンとする為の第一のツェナーダイオード(ZD1)と、前記複数の二次巻線の中の第二の二次巻線(n2−2)の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する第二の整流平滑化回路(C1,D1)と、前記第二の二次巻線(n2−2)の誘起電圧を直流電圧として負荷(LD2)に供給する前記第二の整流平滑化回路(D1,C1)の出力直流電圧が設定値を超えた時に、該出力直流電圧を前記制御トランジスタ(Q2)のベースに印加して、該制御トランジスタ(Q2)をオンとし、前記スイッチングトランジスタ(Q1)をオフ状態とする第二のツェナーダイオード(ZD2)を設けた構成を備えている。 The switching power supply apparatus of the present invention, referring to FIG. 1, a transformer having a primary winding (n1) and the control auxiliary winding (n3) and a plurality of secondary windings (n2-1, n2-2) ( and T), the primary winding (power supply switch for applying a DC voltage to n1) (SW) and a switching transistor for applying by switching the DC voltage (Q1), said control auxiliary winding ( resistor in series connection for applying a pulse voltage to the gate of the switching transistor the induced voltage of n3) (Q1) and a capacitor (R3, C3), the pulse voltage applied to the gate of the switching transistor (Q1) collision control transistor for bypassing a (Q2), upon application of a first DC voltage induced voltage obtained by rectifying the secondary winding (n2-1) of the plurality of secondary windings Current flows load the first rectifier smoothing circuit for supplying the DC voltage to the (RD) (D2, C2), when the DC voltage applied the load (RD) exceeds the set value, the control transistor ( a first Zener diode for the Q2) oN (ZD1), supplying said plurality of second secondary winding in the secondary winding an induced voltage of the (n2-2) in the load as a DC voltage The second rectifying / smoothing circuit (C1, D1) and the second rectifying / smoothing circuit for supplying the induced voltage of the second secondary winding (n2-2) to the load (LD2) as a DC voltage. When the output DC voltage of (D1, C1) exceeds a set value, the output DC voltage is applied to the base of the control transistor (Q2) to turn on the control transistor (Q2), and the switching transistor (Q1 ) Is turned off And a configuration in which a zener diode (ZD2).

図1は、本発明の実施例の説明図であり、DCは直流電源、Tはトランス、n1は一次巻線、n2−1,n2−2は第一、第二の二次巻線、n3は制御用補助巻線、SWは電源スイッチ、Q1は電界効果トランジスタ(FET)等のスイッチングトランジスタ、Q2は制御トランジスタ、PCはフィードバック用のフォトカプラ、LD1,LD2は半導体集積回路(IC)等の負荷、RDは直流電圧印加時に突入電流が流れる負荷、例えば、DC/DCコンバータや空冷用のファンモータ等の負荷、D1,D2はダイオード、ZD1,ZD2は第一、第二のツェナーダイオード、R1〜R4は抵抗、C1〜C3はコンデンサを示す。なお、抵抗R1は起動用の高抵抗値のものであり、起動後は切り離す構成とすることもできる。又従来例の構成と同様に、コンデンサC1,C2は、ダイオードD1,D2により整流された電圧の平滑回路を構成するコンデンサであって、リアクトルや抵抗等は図示を省略している。又コンデンサC3と抵抗R3とは、スイッチングトランジスタQ1をスイッチング駆動する為のパルス発生回路に相当する。又直流電源DCは、従来例と同様に、商用交流電圧を整流平滑化した構成とすることができる。   FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention, in which DC is a DC power source, T is a transformer, n1 is a primary winding, n2-1 and n2-2 are first and second secondary windings, n3 Is an auxiliary winding for control, SW is a power switch, Q1 is a switching transistor such as a field effect transistor (FET), Q2 is a control transistor, PC is a photocoupler for feedback, LD1 and LD2 are semiconductor integrated circuits (IC), etc. Load, RD is a load through which an inrush current flows when a DC voltage is applied, for example, a load such as a DC / DC converter or an air cooling fan motor, D1, D2 are diodes, ZD1, ZD2 are first and second Zener diodes, R1 ˜R4 is a resistor, and C1 to C3 are capacitors. Note that the resistor R1 has a high resistance value for activation and can be disconnected after activation. Similarly to the configuration of the conventional example, the capacitors C1 and C2 are capacitors that constitute a smoothing circuit for the voltage rectified by the diodes D1 and D2, and the reactor, resistance, and the like are not shown. The capacitor C3 and the resistor R3 correspond to a pulse generation circuit for switching the switching transistor Q1. Further, the DC power source DC can be configured such that a commercial AC voltage is rectified and smoothed as in the conventional example.

スイッチングトランジスタQ1をオン、オフして、負荷LD1,LD2及び負荷RDに印加する直流電圧V1,V2を安定化する定常状態の動作は、従来例と同様であり、前述の説明と重複する内容は省略する。この実施例は、制御トランジスタQ2のベースに、第二のツェナーダイオードZD2を介して、負荷LD2に印加する直流電圧V2を入力できるように構成したものである。この第二のツェナーダイオードZD2は、負荷LD2に印加する直流電圧V2が設定値に対応して選定したツェナー電圧を超えると、オンとなって、制御トランジスタQ2のベースにその直流電圧V2を印加し、制御トランジスタQ2をオンとして、スイッチングトランジスタQ1を強制的にオフとする。それにより、負荷LD2に印加する直流電圧V2の上昇を抑制する。   The steady state operation of stabilizing the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2 and the load RD by turning on and off the switching transistor Q1 is the same as the conventional example, and the contents overlapping with the above description are as follows. Omitted. In this embodiment, a DC voltage V2 to be applied to a load LD2 can be input to the base of the control transistor Q2 via a second Zener diode ZD2. The second Zener diode ZD2 is turned on when the DC voltage V2 applied to the load LD2 exceeds the Zener voltage selected corresponding to the set value, and applies the DC voltage V2 to the base of the control transistor Q2. Then, the control transistor Q2 is turned on and the switching transistor Q1 is forcibly turned off. Thereby, an increase in the DC voltage V2 applied to the load LD2 is suppressed.

図2は、本発明の実施例1の動作説明図であり、電源スイッチSWをオンとして、負荷LD1,LD2にそれぞれ印加する直流電圧V1,V2と、スイッチングトランジスタQ1のゲートに印加する電圧V4として示すパルスデューティと、DC/DCコンバータやファンモータ等の負荷RDに流れる電流I1との概要特性を示し、横軸は時間t、縦軸は電圧Vと電流Iとパルスデューティとを示す。電源スイッチSWをオンとしてからの時間経過に従って、負荷LD1,LD2に印加する直流電圧V1,V2は上昇を開始し、又付加RDに流れる電流I1も上昇し、負荷RDとしての例えばファンモータが所定の回転数に達した時、又はDC/DCコンバータが安定動作状態となった時、電流I1は一定値となる。   FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention. When the power switch SW is turned on, the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2, respectively, and the voltage V4 applied to the gate of the switching transistor Q1. The outline characteristics of the pulse duty shown and the current I1 flowing through the load RD such as a DC / DC converter or a fan motor are shown, the horizontal axis shows time t, and the vertical axis shows the voltage V, current I, and pulse duty. As time elapses after the power switch SW is turned on, the DC voltages V1 and V2 applied to the loads LD1 and LD2 start to rise, and the current I1 flowing through the additional RD also rises. For example, a fan motor as the load RD is predetermined. When the number of rotations reaches or when the DC / DC converter enters a stable operation state, the current I1 becomes a constant value.

この場合のファンモータ、DC/DCコンバータ、容量性負荷等の突入電流が流れる負荷RDの起動過程に於いて、負荷LD2に印加する直流電圧V2が設定値を超えると、ツェナーダイオードZD2を介して制御トランジスタQ2をオンとし、スイッチングトランジスタQ1をオフとする。従って、V4として示すパルスデューティは、最大値MAXにはならない。それにより、負荷LD2に印加する直流電圧V2を最大値MAX以下の所定値に維持することができる。その場合に、負荷LD1及びファンモータやDC/DCコンバータ等の負荷に印加する直流電圧V1は、設定値に上昇するまでの時間が多少長くなるが、ファンモータやDC/DCコンバータ等の負荷に流れる突入電流I1を抑制すると共に、第二の二次巻線n2−2側の負荷LD2に印加する直流電圧V2の異常上昇を抑制することが可能となる。   In this case, if the DC voltage V2 applied to the load LD2 exceeds the set value in the starting process of the load RD through which an inrush current flows such as a fan motor, a DC / DC converter, and a capacitive load, the zener diode ZD2 is used. The control transistor Q2 is turned on and the switching transistor Q1 is turned off. Therefore, the pulse duty shown as V4 does not become the maximum value MAX. Thereby, the DC voltage V2 applied to the load LD2 can be maintained at a predetermined value equal to or less than the maximum value MAX. In this case, the DC voltage V1 applied to the load LD1 and the load such as the fan motor or the DC / DC converter is somewhat longer until it rises to the set value. While suppressing the flowing inrush current I1, it is possible to suppress an abnormal increase in the DC voltage V2 applied to the load LD2 on the second secondary winding n2-2 side.

本発明の実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of Example 1 of this invention. 従来例の説明図である。It is explanatory drawing of a prior art example. 従来例の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

DC 直流電源
Q1 スイッチングトランジスタ
Q2 制御トランジスタ
T トランス
n1 一次巻線
n2−1 第一の二次巻線
n2−2 第二の二次巻線
n3 制御用補助巻線
SW 電源スイッチ
PC フォトカプラ
LD1,LD2 負荷
RD 突入電流が流れる負荷
D1,D2 ダイオード
ZD1,ZD2 第一、第二のツェナーダイオード
C1〜C3 コンデンサ
R1〜R4 抵抗
DC DC power supply Q1 Switching transistor Q2 Control transistor T Transformer n1 Primary winding n2-1 First secondary winding n2-2 Second secondary winding n3 Control auxiliary winding SW Power switch PC Photocoupler LD1, LD2 Load RD Load through which inrush current flows D1, D2 Diodes ZD1, ZD2 First and second Zener diodes C1-C3 Capacitors R1-R4 Resistance

Claims (3)

一次巻線と制御用補助巻線と複数の二次巻線を有するトランスと、前記一次巻線に直流電圧を印加する為の電源スイッチ及び前記直流電圧をスイッチングして印加する為のスイッチングトランジスタと、前記制御用補助巻線の誘起電圧を前記スイッチングトランジスタのゲートにパルス電圧として印加する為の直列接続の抵抗とコンデンサと、前記スイッチングトランジスタのゲートに印加する前記パルス電圧をバイパスする為の制御トランジスタと、前記複数の二次巻線の中の第一の二次巻線の誘起電圧を整流した直流電圧印加した時に突入電流が流れる負荷に前記直流電圧を供給する第一の整流平滑化回路と、前記負荷に印加する直流電圧が設定値を超えた時に前記制御トランジスタをオンとする為の第一のツェナーダイオードと、前記複数の二次巻線の中の第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する第二の整流平滑化回路と、前記第二の二次巻線の誘起電圧を直流電圧として負荷に供給する前記第二の整流平滑化回路の出力直流電圧が設定値を超えた時に、該出力直流電圧を前記制御トランジスタのベースに印加して、該制御トランジスタをオンとし、前記スイッチングトランジスタをオフ状態とする第二のツェナーダイオードを設けた
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
A switching transistor for applying by switching a transformer having a primary winding and the control auxiliary winding and a plurality of secondary windings, the power switch and the DC voltage for applying a DC voltage to the primary winding A resistor and a capacitor connected in series for applying the induced voltage of the auxiliary winding for control as a pulse voltage to the gate of the switching transistor, and a control for bypassing the pulse voltage applied to the gate of the switching transistor A first rectifying / smoothing that supplies the DC voltage to a load through which an inrush current flows when a DC voltage obtained by rectifying an induced voltage of a transistor and a first secondary winding of the plurality of secondary windings is applied. a circuit, a first zener diode for turning on the control transistor when a DC voltage applied to the load exceeds the set value, DC and the second rectifying smoothing circuit for supplying the induced voltage of the second secondary winding an induced voltage of the second secondary winding in a serial plurality of secondary windings to the load as a DC voltage When the output DC voltage of the second rectifying / smoothing circuit supplied to the load as a voltage exceeds a set value, the output DC voltage is applied to the base of the control transistor to turn on the control transistor, and the switching A switching power supply comprising a second Zener diode that turns off a transistor .
前記トランスの前記第一の二次巻線の誘起電圧を前記第一の整流平滑化回路により整流して平滑化した直流電圧とし、該直流電圧を印加した時に突入電流が流れる前記負荷を、DC/DCコンバータとしたことを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。 The induced voltage of the first secondary winding of the transformer is rectified and smoothed by the first rectifying / smoothing circuit, and the load through which an inrush current flows when the DC voltage is applied is defined as DC 2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the switching power supply device is a DC / DC converter. 前記トランスの前記第一の二次巻線の誘起電圧を前記第一の整流平滑化回路により整流して平滑化した直流電圧とし、該流電圧を印加した時に突入電流が流れる前記負荷を、空冷用のファンモータとしたことを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。 And said first DC voltage induced voltage were smoothed rectified by the first rectifier smoothing circuit on the secondary winding of the transformer, the load inrush current flows when applying the dc voltage, 2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the fan motor is used for air cooling.
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