JPH0284060A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JPH0284060A
JPH0284060A JP23404188A JP23404188A JPH0284060A JP H0284060 A JPH0284060 A JP H0284060A JP 23404188 A JP23404188 A JP 23404188A JP 23404188 A JP23404188 A JP 23404188A JP H0284060 A JPH0284060 A JP H0284060A
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JP
Japan
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voltage
transistor
pulse width
power supply
input
Prior art date
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Application number
JP23404188A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshinori Ishigaki
石垣 俊典
Sadao Okochi
大河内 貞男
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0284060A publication Critical patent/JPH0284060A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of parts of an apparatus and to contrive to lower its cost by broadening the width of an ON pulse to a switching means, when an input voltage is low, and on the other hand, by narrowing the width of said on pulse to the switching means, when said input voltage is high. CONSTITUTION:When a diode bridge 11 rectifies an input voltage, the rectified voltage is intermittently supplied to a transformer T by a transistor 12 and, after voltage transformation, is supplied to the secondary side. In this case, an ON-pulse width controller 13 controls the ON-pulse width of said transistor 12 on the basis of an electric current flowing through the transistor 12, a voltage Vc1 rectified by said diode bridge 11 and an output voltage VIN on the secondary side. Therefore, the width of an ON pulse to the transistor 12 is broadened when an input voltage from an AC input power supply 10 is low, and on the other hand, the width of said ON pulse to the transistor 12 is narrowed when said input voltage is high.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、オフィスオートメーション(OA)機器等の
電源として使用される入力力率改善形のスイッチング電
源に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an input power factor improved switching power supply used as a power supply for office automation (OA) equipment and the like.

(従来の技術) 従来より、 OA機器等の電源として使用されるものに
は、112図に示すような入力力率改善形のスイッチン
グ電源がある。
(Prior Art) Conventionally, there is an input power factor improving type switching power supply as shown in FIG. 112, which has been used as a power supply for OA equipment and the like.

同図に示すスイッチング電源は、交流(AC)入力電源
1から供給される電圧を整流器2によって全波整流した
後、オンパルス幅制御部3により、トランジスタ4のオ
ン/オフ動作を制御するものである。
The switching power supply shown in the figure is one in which a voltage supplied from an alternating current (AC) input power supply 1 is full-wave rectified by a rectifier 2, and then an on-pulse width control section 3 controls the on/off operation of a transistor 4. .

このようなスイッチング電源は、トランジスタ4がオン
状態となると、チョークコイルLにエネルギが蓄積され
る。そして、トランジスタ4がオフ状態となると、電圧
VLが高くなり、これによりダイオードD1を通して、
コンデンサCIに電圧VDC(直流)のエネルギが蓄積
される。
In such a switching power supply, energy is stored in the choke coil L when the transistor 4 is turned on. Then, when the transistor 4 turns off, the voltage VL becomes high, which causes the voltage to pass through the diode D1.
Energy of voltage VDC (direct current) is stored in capacitor CI.

コンデンサCtに蓄積されたエネルギは、トランスTに
よって変圧された後、二次側の負荷に供給される。この
とき、二次側の+5VDC(直流)出力である電圧VI
Nがオンパルス幅制御回路5にフィードバックされるの
で、この電圧VINに基づいてトランジスタ6のオンパ
ルス幅を設定することにより二次側のDC出力電圧が安
定する。
The energy stored in the capacitor Ct is transformed by the transformer T and then supplied to the secondary side load. At this time, the voltage VI which is the +5VDC (direct current) output on the secondary side
Since N is fed back to the on-pulse width control circuit 5, the DC output voltage on the secondary side is stabilized by setting the on-pulse width of the transistor 6 based on this voltage VIN.

ここで、オンパルス幅制御部3によるトランジスタ4の
動作のiJi制御は、整流電圧検知回路3aによる整流
器2の出力電圧v1の検知、VDC電圧検知回路3bに
よる電圧VDCの検知、電流検知回路3dによる電圧V
Rから電流の検知によって行われる。すなわち、これら
の検知結果が基準値を越えた場合、オンパルス幅制御回
路3Cがトランジスタ4のオンパルス幅と周波数の決定
を行う。
Here, the iJi control of the operation of the transistor 4 by the on-pulse width control section 3 includes detection of the output voltage v1 of the rectifier 2 by the rectification voltage detection circuit 3a, detection of the voltage VDC by the VDC voltage detection circuit 3b, and voltage detection by the current detection circuit 3d. V
This is done by detecting the current from R. That is, when these detection results exceed the reference value, the on-pulse width control circuit 3C determines the on-pulse width and frequency of the transistor 4.

そして、トランジスタ4がオンからオフに切換えられる
と、チョークコイルLに蓄積されたエネルギは、ダイオ
ードDIを介してコンデンサC1に蓄積される。
Then, when the transistor 4 is switched from on to off, the energy stored in the choke coil L is stored in the capacitor C1 via the diode DI.

しかし、このようなスイッチング電源では、AC入力電
源1からの入力の力率を改善するために、チョークコイ
ルL1ダイオードDl、トランジスタ4およびオンパル
ス幅制御部3が必要となり、制御が複雑となるばかりか
高コストとなっている。
However, in such a switching power supply, in order to improve the power factor of the input from the AC input power supply 1, choke coil L1 diode Dl, transistor 4, and on-pulse width control section 3 are required, which not only complicates control but also The cost is high.

(発明が解決しようとする課題) このように、上述した従来のスイッチング電源では、制
御が複雑となるばかりか高コストとなっている。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional switching power supply described above, not only the control is complicated but also the cost is high.

本発明は、このような事情により成されたもので、部品
点数を削減しかつ低コスト化を図ることができるスイッ
チング電源を提供することを目的とする。
The present invention was made under these circumstances, and an object of the present invention is to provide a switching power supply that can reduce the number of parts and reduce costs.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明のスイッチング電源は、入力電圧を整流する整流
手段と、この整流手段によって整流された電圧を変圧し
て二次側に供給する変圧手段と、整流手段によって整流
された電圧を断続するスイッチング手段と、このスイッ
チング手段を流れる電流、整流手段によって整流された
電圧および二次側の出力電圧に基づいてスイッチング手
段のオンパルス幅を制御するオンパルス幅制御手段とを
備えたものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The switching power supply of the present invention includes a rectifying means for rectifying an input voltage, and a transforming means for transforming the voltage rectified by the rectifying means and supplying it to the secondary side. and a switching means for intermittent voltage rectified by the rectifying means, and an on-pulse width for controlling the on-pulse width of the switching means based on the current flowing through the switching means, the voltage rectified by the rectifying means, and the output voltage of the secondary side. and control means.

(作 用) 本発明のスイッチング電源では、整流手段が入力端子を
整流すると、この整流された電圧はスイッチング手段に
よって断続されつつ変圧手段に供給され、この変圧手段
により変圧された後、二次側に供給される。このとき、
スイッチジグ手段を流れる電流、整流手段によって整流
された電圧および二次側の出力電圧に基づいてオンパル
ス幅制御手段がスイッチング手段のオンパルス幅を制御
することができる。
(Function) In the switching power supply of the present invention, when the rectifying means rectifies the input terminal, this rectified voltage is supplied to the transforming means while being interrupted by the switching means, and after being transformed by the transforming means, the voltage is applied to the secondary side. supplied to At this time,
The on-pulse width control means can control the on-pulse width of the switching means based on the current flowing through the switching means, the voltage rectified by the rectifying means, and the output voltage on the secondary side.

これにより、入力電圧が低いときはスイッチング手段へ
のオンパルス幅を広げ、逆に入力電圧が高いときはスイ
ッチング手段へのオンパルス幅を狭くすることができる
Thereby, when the input voltage is low, the on-pulse width to the switching means can be widened, and when the input voltage is high, the on-pulse width to the switching means can be narrowed.

この結果、例えば第12図に示す従来のスイッチング電
源において、チョークコイルL1ダイオードD1、トラ
ンジスタ4およびこのトランジスタ4のオンパルス幅を
制御するオンパルス幅制御部3が不要となる。
As a result, in the conventional switching power supply shown in FIG. 12, for example, the choke coil L1 diode D1, the transistor 4, and the on-pulse width control section 3 that controls the on-pulse width of the transistor 4 are no longer necessary.

(実施例) 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する
(Example) Hereinafter, details of an example of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す入力力率改善形のス
イッチング電源である。
FIG. 1 shows an input power factor improving switching power supply showing an embodiment of the present invention.

同図に示すように、スイッチング電源には、AC入力電
源10からの電圧を整流する整流手段としてのダイオー
ドブリッジ11が備えられている。
As shown in the figure, the switching power supply is equipped with a diode bridge 11 as a rectifier for rectifying the voltage from an AC input power supply 10.

ダイオードブリッジ11には、このダイオードブリッジ
11によって整流された電圧を電荷として蓄積するコン
デンサCIが並列に接続されている。
A capacitor CI that stores the voltage rectified by the diode bridge 11 as a charge is connected in parallel to the diode bridge 11.

コンデンサCtには、抵抗R1およびスイッチング動作
を行うスイッチング手段としてのトランジスタ12のエ
ミッタ側が直列に接続されている。
A resistor R1 and the emitter side of a transistor 12 serving as a switching means for performing a switching operation are connected in series to the capacitor Ct.

またコンデンサCtには、トランジスタ12によるスイ
ッチングノイズのリカバリ等を行うスナバ回路12Aが
並列に接続されている。
Further, a snubber circuit 12A for recovering switching noise caused by the transistor 12 is connected in parallel to the capacitor Ct.

スナバ回路12Aには、変圧手段としてのトランスTの
一次側コイルTIが並列に接続されている。そしてトラ
ンスTは、ダイオードブリッジ11によって整流された
電圧を変圧し、この変圧した電圧を二次側に供給する。
A primary coil TI of a transformer T serving as a voltage transformation means is connected in parallel to the snubber circuit 12A. The transformer T transforms the voltage rectified by the diode bridge 11 and supplies the transformed voltage to the secondary side.

トランジスタ12のベース側には、このトランジスタ1
2のオンパルス幅を制御するオンパルス幅制御手段とし
てのオンパルス幅制御部13が接続されている。オンパ
ルス幅制御部13は、ダイオードブリッジ11とコンデ
ンサCIと0間のG点、コンデンサCIと抵抗R1との
間のE点および抵抗R1とトランジスタ12のエミッタ
との間のF点にそれぞれ接続されている。
This transistor 1 is connected to the base side of the transistor 12.
An on-pulse width control section 13 as an on-pulse width control means for controlling the on-pulse width of No. 2 is connected. The on-pulse width control section 13 is connected to a point G between the diode bridge 11 and the capacitor CI and 0, a point E between the capacitor CI and the resistor R1, and a point F between the resistor R1 and the emitter of the transistor 12. There is.

トランスTの二次側コイルT2には、ダイオードD2が
直列に接続されている。またトランスTの二次側コイル
T2には、ダイオードD2により整流された電圧を平滑
するコンデンサC2が並列に接続されている。コンデン
サC2には、出力端子A、Bが接続されている。
A diode D2 is connected in series to the secondary coil T2 of the transformer T. Further, a capacitor C2 is connected in parallel to the secondary coil T2 of the transformer T to smooth the voltage rectified by the diode D2. Output terminals A and B are connected to the capacitor C2.

同じくトランスTの二次側コイルT3には、ダイオード
D3が直列に、コンデンサCBが並列にそれぞれ接続さ
れている。コンデンサC3には、出力端子C,Dが接続
されている。
Similarly, to the secondary coil T3 of the transformer T, a diode D3 is connected in series and a capacitor CB is connected in parallel. Output terminals C and D are connected to the capacitor C3.

第2図は、第1図のオンパルス幅制御部13の詳細を示
すものである。
FIG. 2 shows details of the on-pulse width control section 13 shown in FIG. 1.

同図に示すように、オンパルス幅制御部13には、アナ
ログ信号をディジタル信号に変換するアナログ/ディジ
タル(A/D)変換器14が備えられている。A/D変
換器14には、上記の二次側のVIN7:+<抵抗R2
,7tトカブラ15、抵抗R3、内部電源VCCに接続
された抵抗R4を介して接続されている。そしてフォト
カブラ15は、電気的に絶縁されおり、光学的に接続さ
れている。
As shown in the figure, the on-pulse width control section 13 includes an analog/digital (A/D) converter 14 that converts an analog signal into a digital signal. The A/D converter 14 has the above secondary side VIN7:+<resistance R2.
, 7t tokabura 15, a resistor R3, and a resistor R4 connected to the internal power supply VCC. The photocoupler 15 is electrically insulated and optically connected.

またA/D変換器14は、上記のG、EおよびF点に接
続されている ざらにA/D変換器14には、このA/D変換器14に
よって変換されたディジタルデータがセットされる 8
ビツトレジスタ15Aが接続されている。
Further, the A/D converter 14 is connected to the above points G, E, and F, and the digital data converted by the A/D converter 14 is set in the A/D converter 14. 8
A bit register 15A is connected.

8ビツトレジスタ15Aには、データの転送を行うバス
16が接続されている。バス16には、制御プログラム
を格納している読出し専用のROM17および一時的に
データを格納する書込み可能なRAM18を有し、RO
M17のプログラムに基づいて制御を行うマイクロコン
ピュータ19が接続されている。
A bus 16 for transferring data is connected to the 8-bit register 15A. The bus 16 has a read-only ROM 17 that stores a control program and a writable RAM 18 that temporarily stores data.
A microcomputer 19 is connected which performs control based on the program of M17.

またバス16には、kランデスタ12のオン/オフ制御
のための8ビツトレジスタ20が接続されている。8ビ
ツトレジスタ20には、抵抗R5を介してトランジスタ
21のベース側が接続されている。トランジスタ21の
コレクタ側は、抵抗R6を介して内部電源Vccと、ト
ランジスタ12のベース側に接続されている。
Also connected to the bus 16 is an 8-bit register 20 for on/off control of the k land destar 12. The base side of a transistor 21 is connected to the 8-bit register 20 via a resistor R5. The collector side of the transistor 21 is connected to the internal power supply Vcc and the base side of the transistor 12 via a resistor R6.

次に、このような構成のスイッチング電源の動作を説明
する。
Next, the operation of the switching power supply having such a configuration will be explained.

まず、本実施例のスイッチング電源の動作を説明するに
当たり、第3図および第4図を用いてAC入力電圧と消
費電流との関係について説明する。
First, in explaining the operation of the switching power supply of this embodiment, the relationship between AC input voltage and current consumption will be explained using FIGS. 3 and 4.

第3図は、従来のスイッチング電源の場合を示すもので
、第1図において、VclおよびVINの電圧の帰還を
、オンパルス幅制御部13に入力し、このオンパルス幅
制御部13によってトランジスタ12のベースに印加さ
れるオンパルス幅を制御する回路構成とされている。ま
たコンデンサCIの容量は充分大きくされ、ダイオード
ブリッジ11で整流された電圧は、充分に平滑されるも
のとする。
FIG. 3 shows the case of a conventional switching power supply. In FIG. The circuit has a circuit configuration that controls the width of the on-pulse applied to the circuit. It is also assumed that the capacitance of the capacitor CI is sufficiently large, and the voltage rectified by the diode bridge 11 is sufficiently smoothed.

このような構成のスイッチング電源では、第3図(C)
に示すように、入力電圧の絶対値が大きいところで、電
ifが流れるため、これらスイッチング電源が多く使用
されるとhc入力電圧が第3図(a)(b)に破線で示
すように、sln波形の絶対値が大きい部分で歪みが大
きくなる。このため、sin波形がフラットになり全体
として台形に近い波形となる。
In a switching power supply with such a configuration, Fig. 3 (C)
As shown in Figure 3(a) and (b), the current if flows where the absolute value of the input voltage is large, so when these switching power supplies are used a lot, the hc input voltage becomes sln as shown by the broken lines in Figure 3(a)(b). Distortion increases in areas where the absolute value of the waveform is large. Therefore, the sine waveform becomes flat, resulting in an overall waveform close to a trapezoid.

これに対し、ACC入力改善電電源、第4図(c)に示
すように、AC入力電圧が低いときから高いときまで常
時電力を消費するため、結果としてAC入力電圧は第3
図(a)(b)に破線で示すように、歪みが生じる。し
かし、ACC入力改善電電源多くを使用すると、その破
線部分は同期しないため、全体としてのAC入力電圧の
歪みは極めて少ないs1n波形となるので、AC入力の
改善が可能となる。
On the other hand, as shown in Figure 4(c), the ACC input improvement power supply constantly consumes power from when the AC input voltage is low to when the AC input voltage is high.
Distortion occurs as shown by broken lines in Figures (a) and (b). However, if many ACC input improvement power sources are used, the broken line portions will not be synchronized, resulting in an s1n waveform with very little distortion of the AC input voltage as a whole, making it possible to improve the AC input.

これらを踏まえた上で、本実施例の動作をjIJ図およ
び第5図を用いて説明する。
Based on these considerations, the operation of this embodiment will be explained using the jIJ diagram and FIG. 5.

まず、AC入力電源10から第4図(a)に示す波形の
電圧が印加されると、この印加された電圧はダイオード
ブリッジ11によって、第4図(b)に示すように全波
整流される。但し、この場合はコンデンサCI−(+、
すなわちCIがないをきである。
First, when a voltage having the waveform shown in FIG. 4(a) is applied from the AC input power source 10, this applied voltage is full-wave rectified by the diode bridge 11 as shown in FIG. 4(b). . However, in this case, the capacitor CI-(+,
In other words, there is no CI.

このとき、オンパルス幅制御部13は、G点の電圧Vc
lを検知する。またオンパルス幅制御部13は、二次側
のDC出力端子Aの電圧が+5v以上か否かを知るため
に電圧VINを検知する。さらにオンパルス幅制御部1
3は、F点の電圧を検知することより抵抗R1に流れる
電流を検知する。
At this time, the on-pulse width control section 13 controls the voltage Vc at point G.
Detect l. Further, the on-pulse width control unit 13 detects the voltage VIN in order to know whether the voltage at the secondary side DC output terminal A is +5V or more. Furthermore, the on-pulse width control section 1
3 detects the current flowing through the resistor R1 by detecting the voltage at point F.

そしてこれら電圧の値に基づいてトランジスタ12のオ
ンパルス幅を決定する。
Then, the on-pulse width of the transistor 12 is determined based on the values of these voltages.

すなわち、オンパルス幅制御113は、予測シたオンパ
ルス幅のときトランジスタ12を流れる電流が実際に予
測した値になるように修正しつつ、その電流値の過電流
保護(高精度化)を行う。
That is, the on-pulse width control 113 corrects the current flowing through the transistor 12 to the actually predicted value when the on-pulse width is predicted, and performs overcurrent protection (improves accuracy) on the current value.

そして、第4図(C)は、オンパルス幅制御部13によ
り、その電流の値が一定になったときにトランジスタ1
2をオフするように制御した場合の電流波形を示してい
る。また同図(a)(b)に示す破線部分は、電力が消
費されることによる歪みを示すものであるが、これらの
歪みは第3図に示したように波形のピーク部分が歪んで
台形状とはならず、全体にわたる微少な歪となる。
FIG. 4(C) shows that when the on-pulse width controller 13 controls the transistor 1 when the current value becomes constant,
2 shows a current waveform when controlled to turn off 2. In addition, the broken line portions shown in (a) and (b) of the same figure indicate distortions due to power consumption, but these distortions are caused by distortion of the peak portion of the waveform as shown in Fig. 3. It does not change the shape, but causes slight distortion throughout.

第4図(c)の波形をさらに詳しく説明すると、第5図
のようになる。
The waveform of FIG. 4(c) will be explained in more detail as shown in FIG. 5.

同図かられかるとおり、全波整流後の波形が低いときは
オンパルス幅が大きい。すなわち、トランジスタ12の
オンパルス幅が、例えばtl。
As can be seen from the figure, when the waveform after full-wave rectification is low, the on-pulse width is large. That is, the on-pulse width of the transistor 12 is, for example, tl.

t 10.  t 11.  t 19・・・のごとく
大きくされている。
t10. t11. It is enlarged as shown in t 19...

これに対し、全波整流後の波形が低いときは電流幅が小
さい。すなわち、トランジスタ12のオンパルス幅が、
例えばt8、tl5・・・のどとく小さくされている。
On the other hand, when the waveform after full-wave rectification is low, the current width is small. That is, the on-pulse width of the transistor 12 is
For example, t8, tl5... are made very small.

このように、トランジスタ12のオンパルス幅を制御す
るとともに、トランジスタ12のオンオフ周期を一定に
制御し、電流値が同図に示すようにある一定の値!にな
った時点でオフする。すなワチ、トランスTの一次側に
供給されるエネルギが一定期間にIだけあることを示す
。これは、二次側の消費電力(この場合DC出力端子A
−B間の消費電流)が一定である場合を示すものである
In this way, the on-pulse width of the transistor 12 is controlled, and the on-off period of the transistor 12 is controlled to be constant, so that the current value is kept at a certain constant value as shown in the figure! Turn it off when it reaches. In other words, this indicates that the amount of energy supplied to the primary side of the transformer T is I in a certain period of time. This is the power consumption on the secondary side (in this case, DC output terminal A
- B current consumption) is constant.

そして消費電流が増えた場合、オンパルス幅制御部13
が低下したVINを検知することにより、トランジスタ
12のオンパルス幅を増やすので電流値Iは大きくなる
When the current consumption increases, the on-pulse width control section 13
By detecting the VIN that has decreased, the on-pulse width of the transistor 12 is increased, so that the current value I increases.

すなわち、t4の場合を考えると、電流波形はIより大
きいな破aS分の波形となり、オン時間もt4ではなく
、T4と長くなる。これにより、−次側へのエネルギの
供給が大きくされ、二次側のDC出力端子A−8間の電
圧が安定する。
That is, considering the case of t4, the current waveform becomes a waveform corresponding to aS which is larger than I, and the on time is also longer, not t4 but T4. As a result, the supply of energy to the negative side is increased, and the voltage between the DC output terminals A-8 on the secondary side is stabilized.

逆に、VINが高めであるときはトランジスタ12のオ
ンパルス幅が狭くなる。すなわち、t8の場合を考える
と、電流波形はIより小さな破線部分の波形となり、オ
ン時間もt8ではなく、T8と短くなる。これにより、
−次側へのエネルギの供給が小さくされ、二次側のDC
出力端子A−8間の電圧が安定する。
Conversely, when VIN is high, the on-pulse width of transistor 12 becomes narrow. That is, considering the case of t8, the current waveform becomes the waveform shown by the broken line smaller than I, and the on time is also shortened to T8 instead of t8. This results in
- The supply of energy to the secondary side is reduced and the DC of the secondary side
The voltage between output terminals A-8 becomes stable.

このようなトランジスタ12のオンパルス幅の制御は、
次のようにして行われる。
Such control of the on-pulse width of the transistor 12 is as follows:
This is done as follows.

すなわち、電圧VINは抵抗R2、フォトカブラ15お
よび抵抗R3を介してA/D変換器14に入力される。
That is, voltage VIN is input to A/D converter 14 via resistor R2, photocoupler 15, and resistor R3.

次いで、マイクロコンピュータ19は、バス16を介し
8ビツトレジスタ15Aにセットされた電圧VINのデ
ィジタルデータを読取る。
Next, the microcomputer 19 reads the digital data of the voltage VIN set in the 8-bit register 15A via the bus 16.

このとき、電圧VIN、 Vcl、  Fが同時にA/
D変換器14に入力されるため、マイクロコンピュータ
19は、どの電圧をA/D変換するかをセレクタSに指
定する。
At this time, voltages VIN, Vcl, and F are simultaneously A/
Since the voltage is input to the D converter 14, the microcomputer 19 specifies to the selector S which voltage is to be A/D converted.

そしてマイクロコンピュータ19は、ROM17のti
1gIプログラムに基づいて、電圧V IN、 V c
lの情報により、トランジスタ12のオンパルス幅を計
算する。
The microcomputer 19 then stores ti in the ROM 17.
Based on the 1gI program, the voltages V IN, V c
The on-pulse width of the transistor 12 is calculated based on the information of l.

ここで、ROM17には、第5図での立上り電流値がt
lでは20、t2では21、t3では22・・・となる
ように、その電流値が格納されている。またROM17
には、電流値Iまで増加させる時間のデータも格納され
ている。
Here, the rising current value t in FIG. 5 is stored in the ROM 17.
The current values are stored as 20 at l, 21 at t2, 22 at t3, and so on. Also ROM17
Also stored is data on the time required to increase the current to the current value I.

そしてトランジスタ12をオン状態とするためには、マ
イクロコンピュータ19がバス16を介して、8ビツト
レジスタ20に00°をセットする。これにより、 8
ビツトレジスタ20からの出力がロウレベルとなり、こ
のロウレベルの出力により抵抗R5を介してトランジス
タ21がオフ状態とされる。このとき、内部電源Vcc
からの電圧が抵抗R6を介してトランジス12のタベー
スに印加され、これによりトランジス12がオン状態と
なる。
In order to turn on the transistor 12, the microcomputer 19 sets the 8-bit register 20 to 00° via the bus 16. As a result, 8
The output from the bit register 20 becomes low level, and this low level output turns off the transistor 21 via the resistor R5. At this time, internal power supply Vcc
is applied to the database of the transistor 12 via the resistor R6, thereby turning the transistor 12 on.

逆に、トランジスタ12をオフ状態とするためには、マ
イクロコンピュータ19がバス16を介して、8ビツト
レジスタ20に“80”をセットする。これにより、 
8ビツトレジスタ20からの出力がハイレベルとなり、
このハイレベルの出力により抵抗R5を介してトランジ
スタ21がオン状態とされる。このとき、内部電源vC
cからの電圧が抵抗Reを介してトランジス12のタベ
ースに印加されず、これによりトランジス12がオフ状
態となる。
Conversely, in order to turn off the transistor 12, the microcomputer 19 sets "80" in the 8-bit register 20 via the bus 16. This results in
The output from the 8-bit register 20 becomes high level,
This high level output turns on the transistor 21 via the resistor R5. At this time, internal power supply vC
The voltage from c is not applied to the database of the transistor 12 through the resistor Re, so that the transistor 12 is turned off.

なお、第1図に示すコンデンサCIは、第5図の破線x
、yがOVまで落ちないようにするために用いられるも
のであるが、必要がなければ用いなくともよい。
Note that the capacitor CI shown in FIG. 1 is connected to the broken line x in FIG.
, is used to prevent y from falling to OV, but it does not need to be used if it is not necessary.

但し、コンデンサCIを用いた場合には、制御が容易と
なる。すなわち、第5図において、tl。
However, if the capacitor CI is used, control becomes easier. That is, in FIG. 5, tl.

t 2 、  t 9 、  t 10.  t II
、  t 12・・・あたりのAC電圧が低い場合、エ
ネルギ供給のやりにくさをカバーすることができる。ま
たこのコンデンサC1を用いることによって、二次側の
コンデンサC2゜C3の容量を小さくするも可能となる
t2, t9, t10. t II
, t 12 . . . when the AC voltage is low, it is possible to compensate for the difficulty in supplying energy. Further, by using this capacitor C1, it is possible to reduce the capacitance of the secondary side capacitors C2 and C3.

次に、本実施例の制御特性について説明する。Next, the control characteristics of this embodiment will be explained.

まず、第6図に示すように、ブーストコンバータの入力
電圧をe1出力電圧をEOとした場合(但し、ダイオー
ドDの電圧降下を無視する)、(i)スイッチSのオン
期間(0≦t≦T on)においては、 △i=e/L−Ton       −(1)(n)ス
イッチSのオフ期間(Ton≦t≦T)においては、 △i −(EO−e) / L−Tart −−(2)
となる。従って、 eT−EO−Torr        ・・・・・・(
3)Tol’r −e / E O命T       
−−−(4)なお、 T−Ton+Tof’f        −・−−−−
(5)ゆえに、入力電圧eとスイッチング期間T or
r、Tonとの間には、上記の式(4)から第7図(a
)(b)の関係が成り立つ。
First, as shown in Fig. 6, when the input voltage of the boost converter is e1 and the output voltage is EO (ignoring the voltage drop of diode D), (i) the on-period of switch S (0≦t≦ T on), △i=e/L-Ton - (1) (n) In the off period of switch S (Ton≦t≦T), △i - (EO-e) / L-Tart -- (2)
becomes. Therefore, eT-EO-Torr (
3) Tol'r -e / EO life T
---(4) In addition, T-Ton+Tof'f --・----
(5) Therefore, input voltage e and switching period T or
The relationship between r and Ton is calculated from the above equation (4) to Fig. 7 (a
)(b) holds true.

次に、第8図を用いて、入力電流iのピーク値Ipと平
均値との間に成り立つ関係を求める。
Next, using FIG. 8, the relationship between the peak value Ip and the average value of the input current i is determined.

Ip−11+ΔI       ・・・・・・(6)従
って、上記の式(1)、(4)、(5)から、Ip−1
1+e/L (T−e/Eft φT)・・・・・・(
7) Ip−If  +T/L  ・ 1/EOe  (EO
−e)           ・・・・・・ (8)同
図から、入力電流iの平均値IAVは、IAV=  1
/2  (I l  + Ip )     −−−−
−−(9)上記の式(8)から If =Ip −T/L #1/EO−e (EO−e
)・・・・・・ (10) となる。従って、 IAV−1p −T/ 2L −1/EOe (EO−
e)        −(11)実際には、入力電圧e
がsln波で変化するので、IAVはeの変化に応じて
変わる。今、入力商用電源(50/ 80H2)の1周
期内にスイッチングパルス(周期T)が2N個入ってい
るとすると、半周期内にはN個あり、半周期内のスイッ
チング電流は、半周期内の位相を角度θ(0≦θ≦π)
で表わすと、 i = Ip −(T/  2L EO)  Es s
ln  θ(EO−Es  sin  θ)     
 −・−−・−(12)商用電源の半周期(logsま
たは8.3g5)の平均入力電力Pは、eiを入力電圧
として半周期をπラジアンで表わすと、 P −1/πei ・idθ   −−−−−−(13
)但し、 el−Eg+sln θ        −−−−・−
(14)i−1p −(T/  2LED )El s
In θ(EO−Ew  sln  θ>      
・−・−・ (15)i −Ip  −(TEm / 
 2L)sln  θ+ (T/ 2LEO) Em 
2s1n 2θ−・−・・(16)となる。従って、 ei  ・1−Ea Ipslnθ−Es  (TEw
 /2L) sin 2 θ+T/2LEOEI  −
81n3θ ・・−−−−(17)ここで、 AI  =EII I p 、A2 −−  (T/ 
 2L)Es 2A3−TEm3/2LEO・・・・・
・(18)とおくと、 ei  ’  i  −At  sln  θ +A2
  sin  2 θ+A3 sln 3 θ    
−−−−−−(19)となり、この式(19)を上記の
式(14)に代入すると、 P−(AI /π)11+(A2/π)I2+(A3/
π)13     ・・・・・・(20)・・・・・・
 (21) よって、 11=[−cosθ]。−2・・・・・・(22)I2
−[θ/2−1/45ln2θ]ンーπ12・・・・・
・(23) 13− [−17a cosθ(sin 2θ+2)]
Ip-11+ΔI (6) Therefore, from the above formulas (1), (4), and (5), Ip-1
1+e/L (T-e/Eft φT)・・・・・・(
7) Ip-If +T/L・1/EOe (EO
-e) ...... (8) From the same figure, the average value IAV of input current i is IAV = 1
/2 (I l + Ip) -----
--(9) From the above equation (8) If = Ip -T/L #1/EO-e (EO-e
)・・・・・・(10) Therefore, IAV-1p -T/ 2L -1/EOe (EO-
e) −(11) Actually, the input voltage e
changes with the sln wave, IAV changes according to the change in e. Now, if we assume that there are 2N switching pulses (period T) within one cycle of the input commercial power supply (50/80H2), there are N switching pulses within a half cycle, and the switching current within a half cycle is The phase of the angle θ (0≦θ≦π)
Expressed as: i = Ip - (T/2L EO) Es s
ln θ (EO−Es sin θ)
−・−・−(12) The average input power P of a half cycle (logs or 8.3g5) of a commercial power supply is expressed as P −1/πei ・idθ − ------(13
) However, el-Eg+sln θ −−−−・−
(14) i-1p-(T/2LED)Els
In θ(EO−Ew sln θ>
・−・−・ (15) i −Ip −(TEm /
2L) sln θ+ (T/ 2LEO) Em
2s1n 2θ− (16). Therefore, ei ・1−Ea Ipslnθ−Es (TEw
/2L) sin 2 θ+T/2LEOEI −
81n3θ...---(17) Here, AI = EII I p , A2 -- (T/
2L) Es 2A3-TEm3/2LEO...
・If we set (18), ei ' i −At sln θ +A2
sin 2 θ+A3 sln 3 θ
−−−−−(19), and by substituting this equation (19) into the above equation (14), we get P−(AI/π)11+(A2/π)I2+(A3/
π) 13 ・・・・・・(20)・・・・・・
(21) Therefore, 11=[-cosθ]. -2・・・・・・(22)I2
-[θ/2-1/45ln2θ]n-π12...
・(23) 13- [-17a cosθ(sin 2θ+2)]
.

−413・・・・・・ (24) ゆえに、 P−(2/π) E+g Ip −TEi 214L、
+(2T/3π)EII31LEO・・・・・・(25
)ここで、 PK −T Es 2/ L (1/4−2/3π・E
m /EO)         ・・・・・・ (26
))i:6 −’l/rr ・E−−−(27)とする
と、 I p−P/  Ec +Pk /  Ec   ・・
・・・・ (28)そして式(28)の関係を示したも
のが第9図である。
-413... (24) Therefore, P-(2/π) E+g Ip -TEi 214L,
+(2T/3π)EII31LEO・・・(25
) Here, PK −T Es 2/ L (1/4−2/3π・E
m/EO) ...... (26
)) i:6 -'l/rr ・E---(27) Then, I p-P/Ec +Pk/Ec ・・
(28) And FIG. 9 shows the relationship of equation (28).

従って、出力Pが与えられてから、ブーストコンバータ
のピーク電流xpを制御することにより、出力電圧EO
を一定にすることができる。
Therefore, after the output P is applied, by controlling the peak current xp of the boost converter, the output voltage EO
can be kept constant.

なお、L−1sH、T=10μs、 P−100vの場
合について式(28)を用い、入力端子Ets/J2対
Ipの関係を計算すると第10図のようになる。
Note that when the relationship between the input terminal Ets/J2 and Ip is calculated using equation (28) in the case of L-1sH, T=10 μs, and P-100v, the result is as shown in FIG.

これをグラフに表わすと第11図(ただし、出力電圧E
 O−160,200Vの2つのケースについての表示
である)のようになる。同図かられかるとおり、E t
s/J”TとIpとはほぼ直線関係で表わされることが
分かる。
This is expressed graphically in Figure 11 (however, the output voltage E
The display is for two cases of O-160 and 200V). As can be seen from the same figure, E t
It can be seen that s/J''T and Ip are expressed in a substantially linear relationship.

このように、本実施例では、ダイオードブリッジ11が
入力端子を整流すると、この整流された電圧はトランジ
スタ12によって断続されつつトランスTに供給され、
このトランスTにより変圧された後、二次側に供給され
る。このとき、トランジスタ12を流れる電流、ダイオ
ードブリッジ11によって整流された電圧Vclおよび
二次側の出力電圧VINに基づいてオンパルス幅制御部
13がトランジスタ12のオンパルス幅を制御すること
ができる。
In this way, in this embodiment, when the diode bridge 11 rectifies the input terminal, this rectified voltage is supplied to the transformer T while being interrupted by the transistor 12.
After being transformed by this transformer T, it is supplied to the secondary side. At this time, the on-pulse width control unit 13 can control the on-pulse width of the transistor 12 based on the current flowing through the transistor 12, the voltage Vcl rectified by the diode bridge 11, and the output voltage VIN on the secondary side.

この結果、AC入力電源10からの入力電圧が低いとき
はトランジスタ12へのオンパルス幅を広げ、逆に入力
端子が高いときはトランジスタ12へのオンパルス幅を
狭くすることができる。
As a result, when the input voltage from the AC input power source 10 is low, the on-pulse width to the transistor 12 can be widened, and when the input voltage is high, the on-pulse width to the transistor 12 can be narrowed.

また本実施例のスイッチング電源は、入力力率改善形で
ありながら、第12図に示す、チョークコイルL1ダイ
オードDI、トランジスタ4およびこのトランジスタ4
のオンパルス幅を制御するオンパルス幅制御部3が不要
となるため、低コスト化および制御の簡略化を図ること
ができる。
Furthermore, although the switching power supply of this embodiment is an input power factor correcting type, it also includes a choke coil L1 diode DI, a transistor 4, and a transistor 4 shown in FIG.
Since the on-pulse width control unit 3 that controls the on-pulse width of the on-pulse width is not required, cost reduction and control can be simplified.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のスイッチング電源によれ
ば、部品点数を削減しかつ低コスト化を図ることができ
る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the switching power supply of the present invention, it is possible to reduce the number of parts and reduce costs.

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

第1図は本発明の一実施例を示すスイッチング電源の回
路図、第2図は第1図のオンパルス制御部の詳細を示す
ブロック図、第3図は非入力力率改善形のスイッチング
電源における電圧または電流波形を示す図、第4図は入
力力率改善形のスイッチング電源における電圧または電
流波形を示す図、第5図は第1図のオンパルス制御部に
よるトランジスタへのオンパルスを示す図、第6図は第
1図のスイッチング電源の制御特性を説明するためのブ
ーストコンバータを簡単に示す回路図、第7図(a)(
b)は第6図のブーストコ、ンバータ回路における入力
電圧対オンオフ期間の関係を示す図、第8図は第6図の
ブーストコンバータ回路における電流の波形を示す図、
第9図ないし第11図は第6図のブーストコンバータ回
路における入力電力対ピーク電流の関係を示す図、第1
2図は従来の入力力率改善形のスイッチング電源を示す
回路図である。 10・・・AC入力電源、11・・・ダイオードブリッ
ジ、12・・・トランジスタ、13・・・オンパルス幅
制御部、14・・・^/D変換器、15・・・フォトカ
ブラ、16・・・バス、17・・・ROM、18・・・
RAM、19・・・マイクロコンピュータ、20・・・
 8ビツトレジスタ。 出願人     株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − IN 第2図 第3図 第4図 第7図 菌8 図 第9図 第11図 手続補正書口式) 平成1年1月18日 1、事件の表示 特願昭63−234041号 2、発明の名称 スイッチング電源 3、補正をする者 事件との関係・特許出願人 神奈川県用崎市幸区堀用町72番地 (307)  株式会社 東芝 4、 代  理  人     〒 101東京都千代
田区神田多町2丁目1番地 昭和83年12月20日(発送日) 第7図
Fig. 1 is a circuit diagram of a switching power supply showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing details of the on-pulse control section of Fig. 1, and Fig. 3 is a circuit diagram of a switching power supply of non-input power factor correction type. Figure 4 is a diagram showing voltage or current waveforms in an input power factor correcting switching power supply; Figure 5 is a diagram showing on-pulse applied to a transistor by the on-pulse control section in Figure 1; Figure 6 is a circuit diagram that simply shows a boost converter to explain the control characteristics of the switching power supply shown in Figure 1, and Figure 7 (a) (
b) is a diagram showing the relationship between the input voltage and the on/off period in the boost converter circuit of FIG. 6, and FIG. 8 is a diagram showing the current waveform in the boost converter circuit of FIG. 6;
9 to 11 are diagrams showing the relationship between input power and peak current in the boost converter circuit of FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional switching power supply with improved input power factor. 10... AC input power supply, 11... Diode bridge, 12... Transistor, 13... On-pulse width control section, 14...^/D converter, 15... Photo coupler, 16...・Bus, 17...ROM, 18...
RAM, 19...Microcomputer, 20...
8 bit register. Applicant Toshiba Corporation Patent Attorney Satoshi Suyama - IN Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 11 Procedural amendment written form) January 18, 1999 1. Display of the case Japanese Patent Application No. 63-234041 No. 2, Name of the invention Switching power supply 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant 72 Horiyo-cho, Saiwai-ku, Yozaki City, Kanagawa Prefecture (307) Toshiba Corporation 4 , Agent Address: 2-1 Kanda Tamachi, Chiyoda-ku, Tokyo 101 December 20, 1983 (Shipping date) Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力電圧を整流する整流手段と、 この整流手段によって整流された電圧を変圧して二次側
に供給する変圧手段と、 前記整流手段によって整流された電圧を断続するスイッ
チング手段と、 このスイッチング手段を流れる電流、前記整流手段によ
って整流された電圧および二次側の出力電圧に基づいて
前記スイッチング手段のオンパルス幅を制御するオンパ
ルス幅制御手段とを備えたことを特徴とするスイッチン
グ電源。
(1) a rectifying means for rectifying the input voltage; a transforming means for transforming the voltage rectified by the rectifying means and supplying it to the secondary side; and a switching means for intermittent the voltage rectified by the rectifying means; A switching power supply comprising: on-pulse width control means for controlling the on-pulse width of the switching means based on the current flowing through the switching means, the voltage rectified by the rectifying means, and the output voltage on the secondary side.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010284073A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Power Integrations Inc Power supply controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0491728U (en) * 1990-11-28 1992-08-10
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