JPH02131361A - Switching regulator - Google Patents

Switching regulator

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JPH02131361A
JPH02131361A JP28225888A JP28225888A JPH02131361A JP H02131361 A JPH02131361 A JP H02131361A JP 28225888 A JP28225888 A JP 28225888A JP 28225888 A JP28225888 A JP 28225888A JP H02131361 A JPH02131361 A JP H02131361A
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五十一 室屋
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幸夫 巽
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Abstract

PURPOSE:To enable designing an apparatus easily by comparing the signal of an output detector circuit and a primary side current signal and by controlling the ON time of a switching part according to the comparison results. CONSTITUTION:A control circuit 40 voltage-compares a primary side current signal (f) and a voltage control signal (d) and controls the ON the OFF of a switching transistor 12 on the basis of results of the voltage comparison. When, e.g., a load becomes lighter, a DC voltage (b) rises and the voltage control signal (d) lowers accordingly. That is, a threshold vale for the primary side current signal (f) lowers and the ON time of the switching transistor 12 shortens in the control circuit 40. This is directed to lowering of the DC (b) and even if the load varies as a result, the DC voltage (b) is restored to the original state quickly. Thus, even an apparatus with different electric characteristics can be designed easily.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は直流安定化電源として使用されるスイッチング
レギュレータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of Industrial Application> The present invention relates to a switching regulator used as a DC stabilized power supply.

く従来の技術〉 小型、軽量、高効率というメリットを有するスイッチン
グレギュレー夕は、軽薄短小の時代の流れに合致すると
の理由により、益々重要視されるに至っているが、この
ようなスインチングレギュレータの中でも、RCC (
リンギングチョークコンバータ)方式のものは、小容量
向きではあるとはいえ必要とする部品点数が比較的少な
くてよく安価なスイッチング電源として汎用されている
Conventional technology> Switching regulators, which have the advantages of small size, light weight, and high efficiency, are becoming more and more important because they match the trend of the times of lighter, thinner, shorter, and smaller sizes. Among them, RCC (
Although the ringing choke converter type is suitable for small capacity, it requires a relatively small number of parts and is widely used as an inexpensive switching power supply.

従来のRCC方弐のスイッチングレギュレー夕の回路構
成について第3図を参照して説明する。
The circuit configuration of a conventional RCC switching regulator will be explained with reference to FIG.

スイッチングレギュレー夕の主要構成部たるリンギング
チョークコンバータ1oは、図外の整流回路にて生成さ
れた直流電圧aの電圧レベルを可変にして直流電圧bを
生成する自助式のDC−DCコンバータ回路であって、
スイッチングトランジスタ12がオン状態となる半サイ
クルにおいて、一次側から供給されたエネルギーをコン
バータトランス14に蓄える一方、オフ状態となる後の
半サイクルにおいて、コンバータトランス14に蓄えら
れたエネルギーを整流回路15における電解コンデンサ
152に転送せしめ、このスイッチング過程で電解コン
デンサ152の両端に直流電圧bが発生するようになっ
ている。
The ringing choke converter 1o, which is a main component of the switching regulator, is a self-help DC-DC converter circuit that generates a DC voltage b by varying the voltage level of a DC voltage a generated by a rectifier circuit (not shown). hand,
During the half cycle in which the switching transistor 12 is in the ON state, the energy supplied from the primary side is stored in the converter transformer 14, while in the subsequent half cycle in which the switching transistor 12 is in the OFF state, the energy stored in the converter transformer 14 is transferred to the rectifier circuit 15. The voltage is transferred to the electrolytic capacitor 152, and a DC voltage b is generated across the electrolytic capacitor 152 during this switching process.

次に、スイッチングトランジスタ12がスイッチングす
る基本的原理について説明する。まず、直流電圧aが通
電されれば、コンバータトランス14のN1巻線側の始
動抵抗13、N2巻線側のベース抵抗16を夫々介して
スイッチングトランジスタ12にベース電流が流れてこ
れが速やかにオン状態となるが、スイッチングトランジ
スタ12の制御対象たる一次側電流Cは、コンバータト
ランス14のインダクタンスによって、瞬時には立ち上
がらずランプ関数的に増加する。そして、スイッチング
トランジスタ12のオンと同時にコンバータトランス1
4のN2巻線のg側に発生した正のベース電流が流れる
一方、一次側電流Cが或る程度大きくなると、トランジ
スタの特性により、スイッチングトランジスタ12がオ
ン状態からオフ状態に切り替わる。スイッチングトラン
ジスタ12がオフ状態になると、コンバータトランス1
4に蓄積されたエネルギーが整流回路側に放出され、こ
のエネルギー放出が終了したタイミングで、スイッチン
グトランジスタ12が再び順バイアス状態となってオン
状態に切り変わり、以降、同様の動作が繰り返されて、
スイッチングトランジスタ12がスイッチングするよう
になっている。これが、リンギングチョークコンバータ
10が自動的に発振する基本的原理であるが、負荷状態
が変化しても直流電圧bが大きく変動しないようにする
べく、リンギングチョークコンバータ10の出力段に接
続された出力検出回路20等によってスイッチングトラ
ンジスタ12のオン期間が調節されるようになっている
Next, the basic principle of switching by the switching transistor 12 will be explained. First, when the DC voltage a is applied, a base current flows to the switching transistor 12 through the starting resistor 13 on the N1 winding side and the base resistor 16 on the N2 winding side of the converter transformer 14, and this quickly turns on. However, due to the inductance of the converter transformer 14, the primary current C that is the object of control of the switching transistor 12 does not rise instantaneously but increases like a ramp function. Then, at the same time as the switching transistor 12 is turned on, the converter transformer 1
While the positive base current generated on the g side of the N2 winding of No. 4 flows, when the primary side current C increases to a certain extent, the switching transistor 12 switches from the on state to the off state due to the characteristics of the transistor. When the switching transistor 12 is turned off, the converter transformer 1
The energy stored in 4 is released to the rectifier circuit side, and at the timing when this energy release ends, the switching transistor 12 becomes forward biased again and turns on, and the same operation is repeated thereafter.
A switching transistor 12 is configured to perform switching. This is the basic principle by which the ringing choke converter 10 automatically oscillates, but in order to prevent the DC voltage b from fluctuating greatly even when the load condition changes, the output connected to the output stage of the ringing choke converter 10 is The on period of the switching transistor 12 is adjusted by the detection circuit 20 and the like.

出力検出回路20は抵抗21、抵抗22、シャントレギ
ュレータ23、フォトカブラ24からなる回路であって
、直流電圧bを抵抗21、抵抗22で分圧し、分圧電圧
hをシャントレギュレータ23で比較制御し、制御され
た電流によりフォトカプラ24を動作させるようになっ
ている。このフォトカブラ24の二次側には、N2巻線
に発生する電圧を整流回路61にて整流せしめて生成し
た直流電圧が印加されており、このフォトカプラ24の
出力段には、スイッチングトランジスタ12のベース側
に流れるベース電流をバイパスするトランジスタ62が
接続されている。即ち、直流電圧bの大きさに応じてフ
ォトカプラ24、トランジスタ62を動作せしめて、ス
イッチングトランジスタ12のベース電流を減らす方向
に調節してこのオン期間を可変にし、.もって直流電圧
bを安定化するようになっている。しかもスイッチング
トランジスタ12のエミッタ側に接続したシャント抵抗
17で一次側電流Cを検出し、これが異常を示せば、ス
イッチングトランジスタ12を強制的にオフ状態にする
ようにして、過電流からスイッチングトランジスタ12
等を保護するようになっている。
The output detection circuit 20 is a circuit consisting of a resistor 21, a resistor 22, a shunt regulator 23, and a photocoupler 24. The DC voltage b is divided by the resistor 21 and the resistor 22, and the divided voltage h is compared and controlled by the shunt regulator 23. , the photocoupler 24 is operated by controlled current. A DC voltage generated by rectifying the voltage generated in the N2 winding in a rectifier circuit 61 is applied to the secondary side of this photocoupler 24, and a switching transistor 12 is applied to the output stage of this photocoupler 24. A transistor 62 is connected to bypass the base current flowing to the base side of the transistor. That is, the photocoupler 24 and the transistor 62 are operated according to the magnitude of the DC voltage b, and the base current of the switching transistor 12 is adjusted to decrease, thereby making the on-period variable. This stabilizes the DC voltage b. Moreover, the primary side current C is detected by a shunt resistor 17 connected to the emitter side of the switching transistor 12, and if this indicates an abnormality, the switching transistor 12 is forcibly turned off, and the switching transistor 12 is prevented from overcurrent.
etc. are designed to protect them.

く発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来例による場合には、トランジス
タ62等からなるトランジスタ回路によりスイッチング
トランジスタ12のベース電流を調節するような構成が
採られているが、かかるトランジスタ回路は各構成部が
複雑に絡み合った形で全体として所定の動作を行うよう
な構成となっていることから、設計段階において部品定
数を決定するに当たり、スイッチングレギュレー夕毎に
、実験等の試行錯誤を繰り返さなくてはならないという
欠点がある。また、構成部品にバラッキ、特に各トラン
ジスタの電流増幅率には大きなハラツキが存在するので
、スイッチングレギュレー夕自体にもバラツキが発生し
易く、調整も大変であるという欠点がある。しかもこの
バラツキを考慮に入れて設計を行うと、或る程度容量の
大きいスイッチングトランジスタを使用せざるを得す、
スイソチングレギュレー夕のコストが高くなるという欠
点もある。つまり電流容量や出力電圧等の電気的特性の
異なるスイッチングレギュレー夕をタイムリーに製造開
発していかなくてはならないメーカーにとっては、これ
らの欠点は非常に大きな問題となり得る。
Problems to be Solved by the Invention> However, in the case of the above conventional example, a configuration is adopted in which the base current of the switching transistor 12 is adjusted by a transistor circuit including the transistor 62, etc.; Since each component is intricately intertwined and has a structure that performs a predetermined operation as a whole, when determining component constants at the design stage, repeated trials and errors such as experiments are required for each switching regulator. There is a drawback that it is indispensable. Furthermore, since there are large variations in the component parts, particularly in the current amplification factors of each transistor, there is a drawback that variations are likely to occur in the switching regulator itself, and adjustment is difficult. Moreover, if you take this variation into account when designing, you will have no choice but to use switching transistors with a somewhat large capacity.
Another drawback is that the cost of the Swiss regulator is high. In other words, these drawbacks can be a huge problem for manufacturers who must timely manufacture and develop switching regulators with different electrical characteristics such as current capacity and output voltage.

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、電流
容量や出力電圧等の電気的特性の異なるのものであって
も、容易に設計することができるスイッチングレギュレ
ー夕を提供することを目的とする。
The present invention was devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a switching regulator that can be easily designed even if the electrical characteristics such as current capacity and output voltage are different. shall be.

〈課題を解決するための手段〉 本発明にかかるスイッチングレギュレー夕は、スイッチ
ング部、始動回路、コンバータトランスを有し、入力さ
れた直流を交流に変換するリンギングチョークコンバー
タと、リンギングチョークコンバータの出力を検出する
出力検出回路と、前記コンバータトランスの一次側又は
二次側コイル電圧に基づいて一次側電流と同一波形であ
る一次側電流信号を生成する一次側電流センシング回路
と、前記出力検出回路の検出信号と前記一次側電流信号
とを比較するコンパレータを有しており、当該比較結果
に応じて前記スイッチング部のオン時間を可変にするコ
ントール回路とを具備している。
<Means for Solving the Problems> A switching regulator according to the present invention includes a switching section, a starting circuit, and a converter transformer, and includes a ringing choke converter that converts input direct current into alternating current, and an output of the ringing choke converter. a primary-side current sensing circuit that generates a primary-side current signal having the same waveform as the primary-side current based on the primary-side or secondary-side coil voltage of the converter transformer; and a detection of the output detection circuit. It has a comparator that compares the signal with the primary side current signal, and a control circuit that varies the on time of the switching section according to the comparison result.

〈作用〉 スイッチング部のオン期間がコンバータトランスの出力
と一次側電流の大きさに応じて可変にされることになる
<Operation> The on-period of the switching section is made variable according to the output of the converter transformer and the magnitude of the primary current.

く実施例〉 以下、本発明にかかるスイッチングレギュレータの一実
施例を図面を参照して説明する。第1図はスイッチング
レギュレー夕の回路構成図、第2図はスイッチングレギ
ュレー夕の動作説明を行うための主要部の電圧波形等を
示すタイミングチャートである。
Embodiment> Hereinafter, an embodiment of a switching regulator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of the switching regulator, and FIG. 2 is a timing chart showing voltage waveforms of the main parts to explain the operation of the switching regulator.

図外の整流回路にて生成された直流電圧aは、スイッチ
ングレギュレー夕の主要構成部たるリンギングチョーク
コンバータ10に通電されている。
A DC voltage a generated by a rectifier circuit (not shown) is applied to a ringing choke converter 10, which is a main component of a switching regulator.

リンギングチョークコンバータ10は、電解コンデンサ
11、スイッチングトランジスタ12(スイッチング部
)、コンバータトランス14、整流回路15等から構成
されており、通電された直流電圧aの電圧レベルを可変
にして直流電圧bを生成する自動式DC−DCコンバー
タ回路である。更に詳しく説明すると、コンバータトラ
ンスl4の一次側のN1巻線に接続されたスイッチング
トランジスタ12は、コンバータトランス14の一次側
電流Cを制御対象とするスイッチング素子であって、後
述するコントロール回路40によってオン期間が規制さ
れるものの、従来と同様の原理でスイッチングするよう
になっている。そしてこのスイッチング過程において、
スイッチングトランジスタl2がオン状態となる半サイ
クルでは、一次側から供給されたエネルギーをコンバー
タトランス14に蓄える一方、オフ状態となる後の半サ
イクルでは、コンバータトランス14に蓄えられたエネ
ルギーを整流回路15における電解コンデンサ152に
転送せしめ、これで電解コンデンサ152の両端に直流
電圧bが発生するようになっている。なお、スイッチン
グトランジスタ12のベース電流kは、N1巻線側に接
続された始動抵抗13(始動回路)、コンバータトラン
ス14のN3巻線側に接続されたベース抵抗16を介し
て夫々供給されるようになっている。また、コンハータ
トランス14の二次側におけるN3巻線には、上述した
ように整流回路15が接続されているが、N2巻線には
後述する一次側電流センシング回路30が接続されてい
る。このN2巻線に発生する二次側コイル電圧eは、巻
線比の関係から、N1巻線に通電されている一次側電圧
hの(N2/Nl)倍となる。
The ringing choke converter 10 is composed of an electrolytic capacitor 11, a switching transistor 12 (switching section), a converter transformer 14, a rectifier circuit 15, etc., and generates a DC voltage b by varying the voltage level of the energized DC voltage a. This is an automatic DC-DC converter circuit. To explain in more detail, the switching transistor 12 connected to the N1 winding on the primary side of the converter transformer l4 is a switching element that controls the primary side current C of the converter transformer 14, and is turned on by a control circuit 40 to be described later. Although the period is regulated, switching is performed using the same principle as before. And in this switching process,
During the half cycle in which the switching transistor l2 is in the on state, the energy supplied from the primary side is stored in the converter transformer 14, while in the subsequent half cycle in which the switching transistor l2 is in the off state, the energy stored in the converter transformer 14 is transferred to the rectifier circuit 15. The voltage is transferred to the electrolytic capacitor 152, so that a DC voltage b is generated across the electrolytic capacitor 152. The base current k of the switching transistor 12 is supplied via a starting resistor 13 (starting circuit) connected to the N1 winding side and a base resistor 16 connected to the N3 winding side of the converter transformer 14. It has become. Further, the rectifier circuit 15 is connected to the N3 winding on the secondary side of the converter transformer 14, as described above, and the primary side current sensing circuit 30, which will be described later, is connected to the N2 winding. The secondary coil voltage e generated in the N2 winding is (N2/Nl) times the primary voltage h applied to the N1 winding due to the winding ratio.

このような構成のリンギングチョークコンバータ10の
出力段には、直流電圧bを検出する出力検出回路20が
接続されている。
An output detection circuit 20 for detecting DC voltage b is connected to the output stage of the ringing choke converter 10 having such a configuration.

出力検出回路20は抵抗21、抵抗22、シャントレギ
ュレータ23、フォトカブラ24等からなる回路であっ
て、直流電圧bを抵抗21、抵抗22で分圧した分圧電
圧をシャントレギュレータ23で比較制御するとともに
、制御された電流によりフォトカプラ24を動作させ、
結果として、直流電圧bの大きさを検出してこれを電圧
制御信号dとして出力するような構成となっている。但
し、電圧制御信号dは直流電圧bの電圧値の反転出力信
号となっている。
The output detection circuit 20 is a circuit consisting of a resistor 21, a resistor 22, a shunt regulator 23, a photocoupler 24, etc., and the shunt regulator 23 compares and controls the divided voltage obtained by dividing the DC voltage b by the resistors 21 and 22. At the same time, the photocoupler 24 is operated by a controlled current,
As a result, the configuration is such that the magnitude of the DC voltage b is detected and outputted as the voltage control signal d. However, the voltage control signal d is an inverted output signal of the voltage value of the DC voltage b.

一方、一次側電流センシング回路30は、抵抗311と
コンデンサ312とを有し二次側コイル電圧eを積分す
る積分回路31と、トランジスタ321とダイオード3
22とを有しコンデンサ312のチャージ電荷を放電す
るリセット回路32から構成されてお1、一次側電流C
と同一波形の一次側電流信号fを生成するようになって
いる。即ち、リンギングチョークコンバータ10に流れ
る一次側電流Cを直接検出するのではなく、二次側コイ
ル電圧eを入力として一次側電流信号fを作り出し、言
わば、一次側電流Cを間接的に検出するようになってい
る。この一次側電流信号fはコントロール回路40に導
かれている(このような一次側電流センシング回路30
によって、一次側電流Cと同一波形である一次側電流信
号fを生成することができることの原理については後述
する)。
On the other hand, the primary current sensing circuit 30 includes an integrating circuit 31 that has a resistor 311 and a capacitor 312 and integrates the secondary coil voltage e, a transistor 321 and a diode 3.
22 and a reset circuit 32 for discharging the charge of the capacitor 312.
It is designed to generate a primary side current signal f having the same waveform as . That is, instead of directly detecting the primary current C flowing through the ringing choke converter 10, the primary current signal f is generated using the secondary coil voltage e as an input, so that the primary current C is indirectly detected. It has become. This primary side current signal f is guided to a control circuit 40 (such a primary side current sensing circuit 30
(The principle behind the ability to generate the primary current signal f having the same waveform as the primary current C will be described later).

コントロール回路40は一次側電流信号fと電圧制御信
号dとを電圧比較するコンパレータ41を主構成として
おり、この電圧比較結果に基づいてスイッチングトラン
ジスタ12を強制的にオフ状態にするような構成となっ
ている。更に詳し《説明すると、コンパレータ41のプ
ラス側入力には、一次側電流センシング回路30の出力
段が接続されている一方、マイナス側入力には、出力検
出回路20の出力段の他に、抵抗42、43、44、ツ
ェナーダイオード45から基準電圧発生回路が接続され
ている。
The control circuit 40 mainly includes a comparator 41 that compares the voltages of the primary current signal f and the voltage control signal d, and is configured to forcibly turn off the switching transistor 12 based on the result of this voltage comparison. ing. In more detail, the output stage of the primary current sensing circuit 30 is connected to the positive input of the comparator 41, while the output stage of the output detection circuit 20 and a resistor 42 are connected to the negative input of the comparator 41. , 43, 44, and a Zener diode 45 are connected to a reference voltage generation circuit.

この基準電圧発生回路が生成する基準電圧d′は、電圧
制御信号dの最大値を規制している関係上、一次側電流
Cの許容上限値に依存することになるがこれについては
後述する。また、コンパレータ41の出力側は、抵抗4
6、ダイオード47を介して二次側電圧eにプルアップ
されている上に、トランジスタ49のベース側に接続さ
れている。即ち、コンパレータ41にて生成されたコン
トロール信号gに応じてトランジスタ49のスイッチン
グ状態が変化して、コンバータトランス14のN2巻線
、ペース抵抗16を介して流れるベース電流kをバイパ
スするような構成となっている。なお、図中示す47は
、トランジスタ49に逆バイアス状態となった時の保護
用ダイオードである。
The reference voltage d' generated by this reference voltage generation circuit depends on the permissible upper limit value of the primary side current C since the maximum value of the voltage control signal d is regulated, but this will be described later. In addition, the output side of the comparator 41 is connected to a resistor 4.
6. It is pulled up to the secondary voltage e via the diode 47 and is also connected to the base side of the transistor 49. That is, the switching state of the transistor 49 changes according to the control signal g generated by the comparator 41, thereby bypassing the base current k flowing through the N2 winding of the converter transformer 14 and the pace resistor 16. It has become. Note that 47 shown in the figure is a protection diode when the transistor 49 is in a reverse bias state.

次に、一次側電流センシング回路30によって一次側電
流Cを間接的に検出できる原理について第1図及び第2
図を参照して説明する。
Next, the principle by which the primary side current C can be indirectly detected by the primary side current sensing circuit 30 will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.
This will be explained with reference to the figures.

まず、直流電圧aがリンギングチョークコンバータ10
に通電されて、スイッチングトランジスタ12のベース
に起動電流jが流れると、スイッチングトランジスタ1
2がオン状態となる。このときには、コンバータトラン
ス14のN1巻線には、一次側電圧hとして■1が通電
される一方、ランプ波の一次側電流Cが流れる。即ち、
スイッチングトランジスタ12がオン状態である時には
、一次側電流Cは(Vl/L)tで表される時間関数で
増加する。その後、スイッチングトランジスタ12がオ
ン状態である期間に蓄えられていたコンバータトランス
14のエネルギーが整流回路側に放電されると、一次側
電圧hがー■1となりスイッチングトランジスタ12が
逆バイアスとなってオフ状態となり、一次側電流Cが零
となる。但し、v1は電解コンデンサ11の両端電圧で
、Lはコンバータトランス14のN1巻線のインダクタ
ンスである。
First, the DC voltage a is the ringing choke converter 10
When the switching transistor 12 is energized and a starting current j flows through the base of the switching transistor 12, the switching transistor 1
2 is turned on. At this time, the N1 winding of the converter transformer 14 is energized with ■1 as the primary voltage h, and the primary current C of the ramp wave flows. That is,
When the switching transistor 12 is on, the primary current C increases with a time function expressed as (Vl/L)t. After that, when the energy of the converter transformer 14 stored during the period when the switching transistor 12 is in the on state is discharged to the rectifier circuit side, the primary side voltage h becomes -■1 and the switching transistor 12 becomes reverse biased and turned off. state, and the primary side current C becomes zero. However, v1 is the voltage across the electrolytic capacitor 11, and L is the inductance of the N1 winding of the converter transformer 14.

また、一次側電流センシング回路30には、一次側電圧
hに対して(N2/Nl)倍の二次側コイル電圧eが通
電されており、スイッチングトランジスタl2がオン状
態である時には、積分回路3lにおけるコンデンサ31
2の両端に発生する電圧は、(v2/R−C)tで表さ
れる時間関数で増加する一方、スイッチングトランジス
タ12がオフ状態である時には、二次側コイル電圧eの
極性が反転することにより、リセット回路32のトラン
ジスタ321がオン状態となってコンデンサ312のチ
ャージ電荷が放電されることになり、結果として、コン
デンサ312の両端電圧たる一次側電流信号fは、一次
側電流Cと同一波形となる。但し、v2は二次側コイル
電圧eのピーク値、Rは抵抗311の抵抗値、Cはコン
デンサ312の容量値であって、(v2/R − C)
ccV 1/Lの関係があるとする。
Further, the primary current sensing circuit 30 is supplied with a secondary coil voltage e which is (N2/Nl) times the primary voltage h, and when the switching transistor l2 is on, the integrating circuit 3l Capacitor 31 in
2 increases with a time function expressed as (v2/R-C)t, while the polarity of the secondary coil voltage e is reversed when the switching transistor 12 is in the off state. As a result, the transistor 321 of the reset circuit 32 is turned on and the charge in the capacitor 312 is discharged, and as a result, the primary current signal f, which is the voltage across the capacitor 312, has the same waveform as the primary current C. becomes. However, v2 is the peak value of the secondary coil voltage e, R is the resistance value of the resistor 311, C is the capacitance value of the capacitor 312, and (v2/R - C)
Assume that there is a relationship of ccV 1/L.

次に、上記のように構成されたスイッチングレギュレー
夕の機能について説明する。
Next, the functions of the switching regulator configured as described above will be explained.

まず、期間Toでは、負荷の大きさに見合った正常レベ
ルの一次側電流Cが流れており、電圧制御信号dよりも
一次側電流信号fの方が大きくなったタイミングで、コ
ントロール回路4oにて生成されるコントロール信号g
がアクティブとなり、スイッチングトランジスタ12の
オン期間が規制される意味において、一次側電流Cの最
大レベルが直流電圧bとともに安定化されることになる
First, during the period To, the primary current C at a normal level commensurate with the load size is flowing, and at the timing when the primary current signal f becomes larger than the voltage control signal d, the control circuit 4o The generated control signal g
becomes active, and in the sense that the on-period of the switching transistor 12 is regulated, the maximum level of the primary current C is stabilized together with the DC voltage b.

また、期間T1において、負荷状態が変化して略短絡に
近い形になって、出力電圧bが略零近くとなり一次側電
流Cが異常に大きくなったとする。
It is also assumed that during the period T1, the load condition changes and becomes almost a short circuit, so that the output voltage b becomes almost zero and the primary current C becomes abnormally large.

すると、出力電圧bの低下とともに電圧制御信号dが上
昇しようとするが、基準電圧d′に規制されて飽和する
一方、一次側電流信号rは益々太き《なる。そして一次
側電流信号fが基準電圧d”よりも大きくなったタイミ
ング、即ち、時間t1において、コントロール信号gが
アクティブとなって、スイッチングトランジスタ12が
強制的にオフ状態にされる。言い換えると、直流電圧b
が短絡して一次側電流Cが大きくなっても、その最大レ
ベルは基準電圧d′の大きさに見合った値でリミットさ
れ、ここに過電流からスイッチングトランジスタ12等
が護られることになる。即ち、コントロール回路40の
中でもツエナーダイオード45、抵抗43、44等から
なる基準電圧発生回路は、一次側電流Cの許容最大レベ
ルを決定するに必要な回路となっている。
Then, as the output voltage b decreases, the voltage control signal d tries to rise, but is regulated by the reference voltage d' and saturates, while the primary current signal r becomes thicker and thicker. Then, at the timing when the primary side current signal f becomes larger than the reference voltage d", that is, at time t1, the control signal g becomes active and the switching transistor 12 is forcibly turned off. In other words, the DC voltage b
Even if the primary current C increases due to a short circuit, its maximum level is limited to a value commensurate with the magnitude of the reference voltage d', thereby protecting the switching transistor 12 and the like from overcurrent. That is, in the control circuit 40, the reference voltage generation circuit including the Zener diode 45, resistors 43, 44, etc. is a circuit necessary for determining the maximum permissible level of the primary side current C.

その後、期間T2において負荷状態が元に戻ると、期間
Toと同様の制御が行われるが、期間T3にかけて負荷
状態が軽くなったする。すると、直流電圧bが上がりこ
れに応じて電圧制御信号dが低下し、言い換えると、コ
ントロール回路40において一次側電流信号fに対する
しきい値が可なり低下し、スイッチングトランジスタ1
2のオン時間が短くなる。これは直流電圧bを低下せし
める方向であり、結果として、負荷状態が変動しても直
流電圧bが速やかに元に戻されることになる。
Thereafter, when the load state returns to the original state in period T2, the same control as in period To is performed, but the load state becomes lighter during period T3. Then, the DC voltage b increases and the voltage control signal d decreases accordingly. In other words, the threshold value for the primary current signal f in the control circuit 40 decreases considerably, and the switching transistor 1
The on time of 2 is shortened. This is a direction in which the DC voltage b is lowered, and as a result, even if the load condition changes, the DC voltage b is quickly returned to its original value.

く発明の効果〉 以上、本発明にかかるスイッチングレギュレー夕による
場合には、設計段階における部品定数の決定も容易に行
うことができ、電流容量や出力電圧等の電気的特性の異
なるのものであっても、容易に設計することができる。
Effects of the Invention> As described above, in the case of the switching regulator according to the present invention, the component constants can be easily determined at the design stage, and the switching regulator can be easily determined even if the switching regulator has different electrical characteristics such as current capacity and output voltage. However, it can be easily designed.

しかも構成部品のバラッキが一次側電流を所定の範囲内
に抑える機能に対して大きな影響を与えなような回路構
成となっているので、結果として安価な構成部品を使用
した場合でも、スイッチングレギュレー夕自体に大きな
バラツキが発生せず、調整も容易に行うことができる。
Moreover, the circuit configuration is such that variations in component parts do not have a large effect on the function of suppressing the primary side current within a predetermined range, so even if inexpensive components are used, the switching regulator There is no large variation in itself, and adjustments can be easily made.

特に、従来方式と同じ容量を出力する場合において、容
量の小さいスイッチングトランジスタを使用することで
きる。それ故、安価で高性詣なスイッチングレギュレー
夕を得ることができるという大きなメリットがある。
In particular, when outputting the same capacitance as the conventional method, a switching transistor with a small capacitance can be used. Therefore, there is a great advantage that an inexpensive and high-performance switching regulator can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は本発明にかかるスイッチングレギュ
レー夕の一実施例を説明するための図でんあって、第1
図はスイッチングレギュレー夕の回路構成図、第2図は
スイッチングレギュレータの動作を説明するための主要
部の電圧波形等を示すタイミングチャート、第3図は従
来のスイッチングレギュレー夕を説明するための第1図
に対応する図である。 12・ ・ 13・ ・ 14・ ・ 15・ ・ 20・ ・ 30・ ・ 31・ ・ 32・ ・ 40・ ・ a,  b C φ 争 d ・ ・ e申・ f ・ ・ g ゛ ゜ スイッチングトランジスタ 始動抵抗 コンバータトランス 整流回路 出力検出回路 一次側電流センシング回路 積分回路 リセット回路 コントロール回路 ・・直流電圧 一次側電流 電圧制御信号 二次側コイル電圧 一次側電流信号 コントロール信号 特許出願人  田淵電機株式会社
FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining one embodiment of the switching regulator according to the present invention.
The figure is a circuit configuration diagram of a switching regulator, Figure 2 is a timing chart showing voltage waveforms of main parts to explain the operation of a switching regulator, and Figure 3 is a first diagram to explain a conventional switching regulator. FIG. 12・ ・ 13・ ・ 14・ ・ 15・ ・ 20・ ・ 30・ ・ 31・ ・ 32・ ・ 40・ ・ a, b C φ Conflict d ・ ・ e ・ f ・ ・ g ゛ ゛ ゛゜Switching transistor starting resistance converter Transformer rectifier circuit output detection circuit Primary current sensing circuit Integrator circuit Reset circuit Control circuit...DC voltage Primary current Voltage control signal Secondary coil voltage Primary current signal Control signal Patent applicant Tabuchi Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スイッチング部、始動回路、コンバータトランス
を有し、入力された直流を交流に変換するリンギングチ
ョークコンバータと、リンギングチョークコンバータの
出力を検出する出力検出回路と、前記コンバータトラン
スの一次側又は二次側コイル電圧に基づいて一次側電流
と同一波形である一次側電流信号を生成する一次側電流
センシング回路と、前記出力検出回路の検出信号と前記
一次側電流信号とを比較するコンパレータを有しており
、当該比較結果に応じて前記スイッチング部のオン時間
を可変にするコントール回路とを具備していることを特
徴とするスイッチングレギュレータ。
(1) A ringing choke converter that includes a switching section, a starting circuit, and a converter transformer and converts input DC into AC, an output detection circuit that detects the output of the ringing choke converter, and a primary or secondary side of the converter transformer. It includes a primary current sensing circuit that generates a primary current signal having the same waveform as the primary current based on the secondary coil voltage, and a comparator that compares the detection signal of the output detection circuit and the primary current signal. A switching regulator comprising: a control circuit that varies the on-time of the switching section according to the comparison result.
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