JPH04368466A - Switching power source - Google Patents
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- JPH04368466A JPH04368466A JP3169350A JP16935091A JPH04368466A JP H04368466 A JPH04368466 A JP H04368466A JP 3169350 A JP3169350 A JP 3169350A JP 16935091 A JP16935091 A JP 16935091A JP H04368466 A JPH04368466 A JP H04368466A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、電源装置に係わり、特
にスイッチング周波数固定直列共振周波数制御方式の電
流共振形コンバータ回路によるスイッチング電源を有す
るスイッチング電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply apparatus, and more particularly to a switching power supply apparatus having a switching power supply using a current resonant converter circuit of a fixed switching frequency series resonance frequency control type.
【0002】0002
【従来の技術】近時、スイッチング電源装置は多くの民
生分野で使用されており、例えば大型テレビや衛星放送
(BS)受信部には高能率、小型軽量、低ノイズ等の要
求に答えて利用されている。また、カラーテレビ用電源
として、リモコン待機時のスタンバイ電源(5V/10
0mA)を供給することも行われる。ここで、リモコン
待機時とは、例えばBSチューナ内蔵のカラーテレビの
普及の増大によってVTR録画モードのためにBS受信
部のみに独立した軽負荷電力(15W以下)の電源を供
給するような状態のことをいう。[Prior Art] Recently, switching power supplies have been used in many consumer fields, such as large-sized televisions and satellite broadcast (BS) receivers, in response to demands for high efficiency, small size, light weight, and low noise. has been done. In addition, it can be used as a standby power supply (5V/10
0 mA). Here, remote control standby refers to a state in which, for example, due to the increasing popularity of color TVs with built-in BS tuners, an independent light load power (15W or less) is supplied only to the BS receiver for VTR recording mode. Say something.
【0003】このようなカラーテレビ用電源におけるリ
モコン待機時のスタンバイ電源に利用されるスイッチン
グ電源装置として、スイッチング周波数固定直列共振周
波数制御方式の電流共振形コンバータ回路によるスイッ
チング電源(いわゆるF−Z電源)システムを用いたも
のがある。この装置は、従来、商用AC電源から珪素鋼
板によるパワートランスの1次巻線、2次巻線が絶縁し
て構成されているために、以下の問題があった。
(a)リモコンパワートランスの重量が大きい。
(b)トランスの漏洩フラックス対策として、パーマロ
イによる磁気シールドが必要等の欠点がある。[0003] As a switching power supply device used as a standby power supply when the remote controller is on standby in such a color television power supply, a switching power supply (so-called F-Z power supply) using a current resonant converter circuit with a fixed switching frequency and series resonance frequency control method is used. There is one that uses a system. Conventionally, this device has had the following problems because the primary and secondary windings of a power transformer made of silicon steel plates are insulated from the commercial AC power source. (a) The weight of the remote control power transformer is large. (b) There are drawbacks such as the need for magnetic shielding using permalloy as a countermeasure against leakage flux from the transformer.
【0004】そこで、これらの点を解消するものとして
、例えば図4に示すようなものが知られている。この装
置は、スイッチング周波数固定直列共振周波数制御方式
の電流共振形コンバータ回路によるスイッチング電源(
いわゆるF−Z電源)で構成され、リモコン待機時のス
タンバイ電源を組み合わせたものである。同図において
、1は交流電源であり、例えばAC80〜144Vの電
圧を抵抗2を介してブリッジ回路3に供給する。ブリッ
ジ回路3は4つのダイオード4〜7をブリッジ接続して
構成される。ブリッジ回路3の出力側にはコンデンサ8
が接続されるとともに、スイッチングトランジスタ9、
10を含むハーフブリッジ共振コンバータに接続される
。第1のハーフブリッジ共振コンバータはスイッチング
トランジスタ9、抵抗11、12、コンデンサ13、ダ
イオード14およびコンバータドライブトランス(CD
T)15の一部の巻線15aによって構成される。また
、第2のハーフブリッジ共振コンバータはスイッチング
トランジスタ10、抵抗16、17、コンデンサ18、
ダイオード19およびコンバータドライブトランス(C
DT)15の一部の巻線15bによって構成される。[0004]Therefore, as a method for solving these problems, a method as shown in FIG. 4, for example, is known. This device is a switching power supply (
It is composed of a so-called F-Z power supply) and is combined with a standby power supply when the remote control is on standby. In the figure, reference numeral 1 denotes an AC power supply, which supplies a voltage of AC 80 to 144 V, for example, to a bridge circuit 3 via a resistor 2. The bridge circuit 3 is constructed by connecting four diodes 4 to 7 in a bridge manner. A capacitor 8 is connected to the output side of the bridge circuit 3.
are connected, and the switching transistor 9,
10 is connected to a half-bridge resonant converter including 10. The first half-bridge resonant converter includes a switching transistor 9, resistors 11, 12, a capacitor 13, a diode 14 and a converter drive transformer (CD
T) consists of a part of the winding 15a of 15. Further, the second half-bridge resonant converter includes a switching transistor 10, resistors 16 and 17, a capacitor 18,
Diode 19 and converter drive transformer (C
DT) 15 is constituted by a part of the winding 15b.
【0005】コンバータドライブトランス15は1次、
2次とも分割ボビンによって絶縁を確保している。そし
て、トランジスタ9は巻線15a、抵抗12よびコンデ
ンサ13からなる直列共振回路によって駆動され、同様
にトランジスタ10は巻線15b、抵抗17よびコンデ
ンサ18からなる直列共振回路によって駆動される。コ
ンバータドライブトランス15の一部の巻線15cはリ
レー接点20およびコンデンサ21を介して直交形パワ
ーレギュレーショントランス(PRT)22の1次巻線
N1に接続されている。なお、この1次巻線N1を流れ
る電流をI1とする。The converter drive transformer 15 has a primary
Insulation is ensured for both secondary and split bobbins. The transistor 9 is driven by a series resonant circuit consisting of a winding 15a, a resistor 12 and a capacitor 13, and similarly the transistor 10 is driven by a series resonant circuit consisting of a winding 15b, a resistor 17 and a capacitor 18. A portion of the winding 15c of the converter drive transformer 15 is connected to a primary winding N1 of a rectangular power regulation transformer (PRT) 22 via a relay contact 20 and a capacitor 21. Note that the current flowing through this primary winding N1 is I1.
【0006】パワーレギュレーショントランス22の2
次巻線N3はブリッジ回路23を介してコンデンサ24
に接続され、ここから15V/1.5Aの直流電圧が取
り出される。なお、この2次巻線N3の中点はコンデン
サ25を介して接地されるとともに、この中点から7.
5V/1Aの直流電圧が取り出される。また、パワーレ
ギュレーショントランス22の2次巻線N2はブリッジ
回路26を介してコンデンサ27に接続され、ここから
135V/0.8Aの直流電圧Eoが取り出されるとと
もに、この端子は制御回路28に接続されている。制御
回路28はトランジスタを含む回路素子によって構成さ
れ、パワーレギュレーショントランス22の制御巻線N
cを流れる制御電流をコントロールする。さらに、パワ
ーレギュレーショントランス18の2次巻線N4はダイ
オード29、30を介してコンデンサ31に接続され、
ここから24V/2Aの直流電圧が取り出される。なお
、この2次巻線N4の中点は0Vの端子となっている。
また、パワーレギュレーショントランス22の巻線比は
N1/N2/N3/N4/Ncである。[0006] Power regulation transformer 22-2
The next winding N3 is connected to a capacitor 24 via a bridge circuit 23.
The DC voltage of 15V/1.5A is taken out from here. Note that the middle point of this secondary winding N3 is grounded via the capacitor 25, and 7.
A DC voltage of 5V/1A is taken out. Further, the secondary winding N2 of the power regulation transformer 22 is connected to a capacitor 27 via a bridge circuit 26, from which a DC voltage Eo of 135V/0.8A is taken out, and this terminal is connected to a control circuit 28. ing. The control circuit 28 is composed of circuit elements including transistors, and is connected to the control winding N of the power regulation transformer 22.
Control the control current flowing through c. Furthermore, the secondary winding N4 of the power regulation transformer 18 is connected to a capacitor 31 via diodes 29 and 30,
A DC voltage of 24V/2A is taken out from here. Note that the middle point of this secondary winding N4 is a 0V terminal. Further, the winding ratio of the power regulation transformer 22 is N1/N2/N3/N4/Nc.
【0007】一方、前述したコンバータドライブトラン
ス15の巻線15cはコンデンサ40を介してスタンバ
イトランス41の1次巻線N1’に接続されており、ス
タンバイトランス41の2次巻線N2’に誘起した2次
側電圧はダイオード42、43によって整流され、その
整流電圧は12Vの3端子シリーズレギュレータIC4
4に供給される。なお、1次巻線N1’を流れる電流を
I2とする。また、スタンバイトランス41の2次側に
はコンデンサ45、46が介挿されている。さらに、ス
タンバイトランス41の2次側電圧はコンデンサ45、
46によって分圧されるとともに、その分圧出力は5V
の3端子シリーズレギュレータIC47に供給される。
この5Vの3端子シリーズレギュレータIC47の2次
側はコンデンサ48が接続されている。On the other hand, the winding 15c of the converter drive transformer 15 described above is connected to the primary winding N1' of the standby transformer 41 via a capacitor 40, and the voltage induced in the secondary winding N2' of the standby transformer 41 is The secondary voltage is rectified by diodes 42 and 43, and the rectified voltage is a 12V three-terminal series regulator IC4.
4. Note that the current flowing through the primary winding N1' is I2. Further, capacitors 45 and 46 are inserted on the secondary side of the standby transformer 41. Furthermore, the secondary side voltage of the standby transformer 41 is connected to a capacitor 45,
46, and its divided voltage output is 5V.
3-terminal series regulator IC47. A capacitor 48 is connected to the secondary side of this 5V three-terminal series regulator IC47.
【0008】そして、これにより交流入力電源に基づい
て5V/100mAのスタンバイ電源が取り出される。
さらに、12Vの3端子シリーズレギュレータIC44
の2次側にはコンデンサ49が接続されるとともに、電
磁パワーリレー50を介してトランジスタ51に接続さ
れ、電磁パワーリレー50が作動すると、リレー接点2
0が閉じるようになっている。トランジスタ51のベー
スには抵抗52を介してメイン負荷のオン/オフを行う
オン/オフ信号が供給されており、電磁パワーリレー5
0の両端にはダイオード53が介挿されている。なお、
54はトランジスタ51のベース回路に接続された抵抗
である。オン/オフ信号のレベルはesとなっている。[0008] As a result, a standby power of 5V/100mA is taken out based on the AC input power. Furthermore, 12V 3-terminal series regulator IC44
A capacitor 49 is connected to the secondary side of the capacitor 49, and is also connected to a transistor 51 via an electromagnetic power relay 50. When the electromagnetic power relay 50 is activated, the relay contact 2
0 is closed. An on/off signal for turning on/off the main load is supplied to the base of the transistor 51 via a resistor 52, and the electromagnetic power relay 5
A diode 53 is inserted at both ends of 0. In addition,
54 is a resistor connected to the base circuit of the transistor 51. The level of the on/off signal is es.
【0009】このような電源装置は、スイッチング周波
数固定直列共振周波数制御方式の電流共振形コンバータ
回路によるスイッチング電源(F−Z電源)を用いてお
り、交流電源1からAC電圧が供給されると、ブリッジ
回路3で整流された後、スイッチングトランジスタ9、
10によって所定のスイッチング周波数で交互にオン/
オフを繰り返す極性でスイッチング動作することにより
、スタンバイトランス41に共振電流が流れ、その2次
側に交流電圧が発生してパワーリレードライブ用の15
Vの電圧がシリーズレギュレータIC44に供給される
。そして、オン/オフ信号によってリレードライブトラ
ンジスタ51がオンになると、電磁パワーリレー50が
オンしてそのリレー接点20が閉じられ、メイン電流が
パワーレギュレーショントランス22に流れて、その2
次側電圧が整流されて、結局、7.5V、15V、24
V、135Vの直流電圧がそれぞれ取り出されて大容量
のメイン電子機器に供給される。[0009] Such a power supply device uses a switching power supply (F-Z power supply) using a current resonant converter circuit with a fixed switching frequency series resonance frequency control system, and when an AC voltage is supplied from the AC power supply 1, After being rectified by the bridge circuit 3, the switching transistor 9,
10 alternately turns on/off at a predetermined switching frequency.
Due to the switching operation with the polarity repeating OFF, a resonant current flows through the standby transformer 41, and an alternating current voltage is generated on the secondary side of the standby transformer 41.
A voltage of V is supplied to the series regulator IC44. Then, when the relay drive transistor 51 is turned on by the on/off signal, the electromagnetic power relay 50 is turned on and its relay contact 20 is closed, and the main current flows to the power regulation transformer 22, and the second
The next-side voltage is rectified, resulting in 7.5V, 15V, 24V,
DC voltages of V and 135V are respectively taken out and supplied to the large-capacity main electronic equipment.
【0010】一方、リモコン待機時の場合、スタンバイ
トランス44を通して5Vの3端子シリーズレギュレー
タIC47から5V/100mAのスタンバイ電源が取
り出される。On the other hand, when the remote control is on standby, a standby power of 5V/100mA is taken out from the 5V three-terminal series regulator IC47 through the standby transformer 44.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
電源装置の場合、共振コンデンサ40、スタンバイトラ
ンス41および電磁パワーリレー50を含んで構成され
るため、電磁パワーリレー50がオフのときはスタンバ
イトランス41がスイッチング周波数として150KH
zの共振電流で動作し、小型フェライトコアと1次巻線
、2次巻線の分割ボビンで構成されることから、パワー
レギュレーショントランス22と比較して1/17に小
型軽量されるという利点があるものの、次のような新た
な問題点があった。However, since such a power supply device includes a resonant capacitor 40, a standby transformer 41, and an electromagnetic power relay 50, when the electromagnetic power relay 50 is off, the standby transformer 41 is turned off. 150KH as switching frequency
It operates with a resonant current of However, there were new problems as follows.
【0012】(a)電磁パワーリレー50のオン時にパ
ワーレギュレーショントランス22の2次側に接続され
る平滑用の電解コンデンサ24、25、31、27への
充電突入電流によって、スイッチングトランジスタ9、
10に過大なコレクタ電流が流れる。そのため、トラン
ジスタの最大定格が増加し、大型化してコストが上昇す
る。
(b)135Vの直流電圧Eoの立上がり時間が速く、
例えばテレヒに適用したとき、ソフトスタートという好
ましい特性が得られない。(a) When the electromagnetic power relay 50 is turned on, the switching transistors 9,
An excessive collector current flows through 10. Therefore, the maximum rating of the transistor increases, making it larger and increasing cost. (b) The rise time of the 135V DC voltage Eo is fast;
For example, when applied to television broadcasting, the desirable characteristic of soft start cannot be obtained.
【0013】ここで、これらの欠点を図2に示す動作波
形図を参照して説明する。まず、t=t1以前のスタン
バイ時はハーフブリッジ構成のスイッチングトランジス
タ9、10はそれぞれ自励発振ドライブ回路の一部であ
る抵抗12、17、コンデンサ13、18およびコンバ
ータドライブトランス15の巻線によって決定されるス
イッチング周波数Fsが以下の式で表されるように15
0KHzで交互にオン/オフを繰り返す極性でスイッチ
ング動作する。
Fs=1/2πLb・Cb
ただし、Lb:抵抗12、17の値
Cb:コンデンサ13、18の値[0013] These drawbacks will now be explained with reference to the operating waveform diagram shown in FIG. First, during standby before t=t1, the half-bridge configuration switching transistors 9 and 10 are determined by the resistors 12 and 17, capacitors 13 and 18, and the winding of the converter drive transformer 15, which are part of the self-oscillation drive circuit, respectively. The switching frequency Fs is 15 as expressed by the following formula.
Switching operation is performed by alternating on/off polarity at 0KHz. Fs=1/2πLb・Cb However, Lb: Value of resistors 12 and 17 Cb: Value of capacitors 13 and 18
【0014】そして、スタンバイトランス41に対して
共振コンデンサ40とスタンバイトランス41の1次巻
線N1’のインダクタンスとで決定される共振電流I2
が1Ap−p(P−P:ピーク・ツー・ピーク値)だけ
流れ、これによりスタンバイトランス41の2次巻線N
2’に交流電圧が発生してパワードライブ用の15Vと
リモコン受信部用の7.5Vの直流出力電圧が得られて
いる。[0014] A resonance current I2 for the standby transformer 41 is determined by the resonance capacitor 40 and the inductance of the primary winding N1' of the standby transformer 41.
flows by 1Ap-p (P-P: peak-to-peak value), and as a result, the secondary winding N of the standby transformer 41
An alternating current voltage is generated at 2', and a direct current output voltage of 15 V for the power drive and 7.5 V for the remote control receiver is obtained.
【0015】次に、t=t1のタイミングでオン/オフ
信号によってリレードライブトランジスタ51が導通す
ると、電磁パワーリレー50がオンし、そのリレー接点
20が閉じられ、メイン共振電流I1が直列共振コンデ
ンサ21とパワーレギュレーショントランス22の1次
巻線N1におけるインダクタンスとによる共振によって
正弦波の共振電流が流れるが、このときパワーレギュレ
ーショントランス22の2次巻線の各々に接続される2
次側平滑用電解コンデンサ24、25、27、31に充
電突入電流が重畳して流れるため、t=t1直後では4
0Ap−pの値を有する正弦波電流が数サイクルで定常
の10Ap−pに低下する。Next, when the relay drive transistor 51 is made conductive by the on/off signal at timing t=t1, the electromagnetic power relay 50 is turned on, its relay contact 20 is closed, and the main resonant current I1 is transferred to the series resonant capacitor 21. A sinusoidal resonant current flows due to the resonance caused by the inductance in the primary winding N1 of the power regulation transformer 22.
Immediately after t=t1, 4
A sinusoidal current with a value of 0 Ap-p drops to a steady 10 Ap-p in a few cycles.
【0016】このとき、スイッチングトランジスタ9、
10のコレクタ電流Icp1、Icp2は図2に示すよ
うにスタンバイ時のコレクタ電流0.5Ap−pに対し
てメイン共振電流が重畳する過大な値となり、最大負荷
時の定常コレクタ電流5.5Ap−pに比較して20.
5Ap−p以上の最大定格電流を有するトランジスタが
要求される。したがって、必然的に大型のトランジスタ
を採用しなければならず、コストが上昇する。At this time, the switching transistors 9,
As shown in Fig. 2, the collector currents Icp1 and Icp2 of No. 10 are excessive values as the main resonance current is superimposed on the collector current 0.5Ap-p during standby, and the steady collector current 5.5Ap-p at maximum load. 20.
A transistor having a maximum rated current of 5 Ap-p or more is required. Therefore, it is necessary to use a large transistor, which increases the cost.
【0017】また、図2に示すように直流出力電圧Eo
は、t=t1のタイミング時点以降の立上がり特性が速
く、50msで定常状態となるために負荷デジタルIC
の誤動作が生じる可能性があり、ソフトスタート機能を
持たせる必要がある。Furthermore, as shown in FIG. 2, the DC output voltage Eo
The rise characteristic after the timing of t=t1 is fast, and the steady state is reached in 50ms, so the load digital IC
This may cause malfunction, so it is necessary to provide a soft start function.
【0018】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、スイッチングトランジスタの最大定格を低減して
小型化を可能にし、コスト低下を図るとともに、直流出
力電圧の立上がり時間を遅くしてソフトスタート特性を
持たせることのできる電源装置を提供することを目的と
している。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and reduces the maximum rating of the switching transistor to enable miniaturization and cost reduction, and also slows down the rise time of the DC output voltage to achieve soft start. The purpose of this invention is to provide a power supply device that can be given specific characteristics.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明によるスイッチング電源装置は、スイ
ッチング周波数固定直列共振周波数制御方式の電流共振
形コンバータ回路によるスイッチング電源(F−Z電源
)を設け、該スイッチング電源は、スイッチングトラン
ジスタを駆動するトランジスタ駆動トランスを有し、ス
イッチング電源の後段に、所定の小容量のスタンバイ出
力電圧を取り出すスタンバイトランスと、所定の大容量
の出力電圧を取り出すパワートランスとが配置され、前
記トランジスタ駆動トランスとパワートランスとの間に
パワースイッチが介挿され、該パワースイッチによって
スイッチング電源システムの出力がパワートランスに供
給される電源装置において、前記トランジスタ駆動トラ
ンスとパワートランスの1次巻線との間を接続するよう
に整流回路を設け、該整流回路は、前記パワースイッチ
がオンしたとき、前記パワートランスの1次巻線に流れ
る電流を抑制する方向に電流を流すように構成したこと
を特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, a switching power supply device according to the present invention uses a switching power supply (F-Z power supply) using a current resonant converter circuit of a fixed switching frequency series resonance frequency control system. The switching power supply has a transistor drive transformer that drives the switching transistor, and a standby transformer that outputs a predetermined small-capacity standby output voltage and a power supply that outputs a predetermined large-capacity output voltage are installed downstream of the switching power supply. A power supply device in which a power switch is inserted between the transistor drive transformer and the power transformer, and an output of a switching power supply system is supplied to the power transformer by the power switch. A rectifier circuit is provided to be connected to the primary winding of the transformer, and the rectifier circuit supplies current in a direction that suppresses the current flowing to the primary winding of the power transformer when the power switch is turned on. It is characterized by being configured to flow.
【0020】[0020]
【作用】本発明では、パワースイッチがオンすると、整
流回路によってパワートランスの1次巻線に流れる電流
が抑制され、結果的に過渡状態におけるスイッチングト
ランジスタのコレクタ電流が抑えられる。したがって、
スイッチングトランジスタの最大定格が低減して小型化
が図られ、コストが低下する。また、直流出力電圧の立
上がり時間が遅くなってソフトスタート特性を持たせる
ことが可能になる。According to the present invention, when the power switch is turned on, the rectifier circuit suppresses the current flowing through the primary winding of the power transformer, and as a result, the collector current of the switching transistor in a transient state is suppressed. therefore,
The maximum rating of the switching transistor is reduced, resulting in smaller size and lower cost. Furthermore, the rise time of the DC output voltage is delayed, making it possible to provide soft start characteristics.
【0021】[0021]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明の第1実施例の構成を示す図
であり、本発明をカラーテレビ用の電源装置に適用した
例である。図1の説明に当り、従来例として示した図4
と同一構成部分には同一符号を付して、重複説明を省略
する。本実施例が図4の構成と異なるのは、コンバータ
ドライブトランス(トランジスタ駆動トランスに相当)
15とパワーレギュレーショントランス(PRT)22
の1次巻線N1との間を接続するように、整流回路60
が設けられている点である。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention, and is an example in which the present invention is applied to a power supply device for a color television. In explaining FIG. 1, FIG. 4 is shown as a conventional example.
The same components are given the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted. The difference between this embodiment and the configuration shown in FIG. 4 is that the converter drive transformer (equivalent to a transistor drive transformer)
15 and power regulation transformer (PRT) 22
The rectifier circuit 60 is connected to the primary winding N1 of
The point is that this is provided.
【0022】整流回路60は整流ダイオード61、平滑
用電解コンデンサ62および放電用抵抗63からなり、
整流ダイオード61はパワーレギュレーショントランス
22からコンバータドライブトランス15に向う方向を
順方向として平滑用電解コンデンサ62と直列接続され
、この平滑用電解コンデンサ62に対して放電用抵抗6
3が並列接続されている。整流回路60は、コンバータ
ドライブトランス15側では巻線15cとスイッチング
トランジスタ9のエミッタとの接続点に接続され、パワ
ーレギュレーショントランス22側では1次巻線N1と
共振コンデンサ21との接続点に接続されている。そし
て、整流回路60は、電磁パワーリレー50がオンして
そのリレー接点20(パワースイッチに相当)が閉じら
れたとき、パワーレギュレーショントランス22の1次
巻線N1に流れる電流を抑制し、結果的に過渡状態にお
けるスイッチングトランジスタ9、10のコレクタ電流
を抑制するようになっている。The rectifier circuit 60 includes a rectifier diode 61, a smoothing electrolytic capacitor 62, and a discharge resistor 63.
The rectifier diode 61 is connected in series with a smoothing electrolytic capacitor 62 with the forward direction being from the power regulation transformer 22 to the converter drive transformer 15, and a discharging resistor 6 is connected to the smoothing electrolytic capacitor 62.
3 are connected in parallel. The rectifier circuit 60 is connected to the connection point between the winding 15c and the emitter of the switching transistor 9 on the converter drive transformer 15 side, and is connected to the connection point between the primary winding N1 and the resonant capacitor 21 on the power regulation transformer 22 side. ing. When the electromagnetic power relay 50 is turned on and its relay contact 20 (corresponding to a power switch) is closed, the rectifier circuit 60 suppresses the current flowing through the primary winding N1 of the power regulation transformer 22, resulting in The collector currents of the switching transistors 9 and 10 in a transient state are suppressed.
【0023】以上の構成において、図2に示す動作波形
図を参照して本装置の動作を説明する。まず、テレビ負
荷に電源を供給しようとする場合、t=t1のタイミン
グでリモコン受信部からのオン信号によってesなるレ
ベルがリレードライブトランジスタ51のベースに与え
られると、このリレードライブトランジスタ51が導通
して電磁パワーリレー50がオンし、そのリレー接点2
0が閉じる。これにより、リレー接点20を電流I1’
が流れ、共振コンデンサ21に蓄積されるが、この蓄積
された電荷は電流I1’の負のサイクル時に整流回路6
0が順方向となるので、整流回路60を経由して電流と
して流れる。すなわち、負のサイクル時に共振コンデン
サ21に蓄積された電荷は電流I1’として、整流ダイ
オード61→平滑用電解コンデンサ62→コンバータド
ライブトランス15の巻線15c→リレー接点20とい
う経路を経て放電する。したがって、パワーレギュレー
ショントランス22側の1次巻線N1には電流が流れな
い。With the above configuration, the operation of this apparatus will be explained with reference to the operational waveform diagram shown in FIG. First, when trying to supply power to a TV load, when a level es is applied to the base of the relay drive transistor 51 by an on signal from the remote control receiver at timing t=t1, this relay drive transistor 51 becomes conductive. When the electromagnetic power relay 50 turns on, its relay contact 2
0 closes. This causes the relay contact 20 to receive a current I1'
flows and is accumulated in the resonant capacitor 21, but this accumulated charge is transferred to the rectifier circuit 6 during the negative cycle of the current I1'.
Since 0 is the forward direction, the current flows through the rectifier circuit 60. That is, the charge accumulated in the resonant capacitor 21 during the negative cycle is discharged as a current I1' through the path of the rectifier diode 61 -> the smoothing electrolytic capacitor 62 -> the winding 15c of the converter drive transformer 15 -> the relay contact 20. Therefore, no current flows through the primary winding N1 on the power regulation transformer 22 side.
【0024】次の正の半サイクル時には、平滑用電解コ
ンデンサ62の電荷は放電用抵抗63を介して平滑用電
解コンデンサ62および放電用抵抗63の時定数に応じ
て放電し、さらに次の負の半サイクルで平滑用電解コン
デンサ62の電荷が放電した分だけ、整流ダイオード6
1を介して平滑用電解コンデンサ62から充電される。
このような動作が繰り返されるため、パワーレギュレー
ショントランス22の2次側の直流出力平滑用電解コン
デンサ24、25、27、31の静電容量は負荷電力の
大きさによって決定される。During the next positive half cycle, the charge in the smoothing electrolytic capacitor 62 is discharged via the discharging resistor 63 according to the time constant of the smoothing electrolytic capacitor 62 and the discharging resistor 63. The rectifier diode 6 is charged by the amount that the smoothing electrolytic capacitor 62 is discharged in half a cycle.
1 from the smoothing electrolytic capacitor 62. Since such operations are repeated, the capacitance of the DC output smoothing electrolytic capacitors 24, 25, 27, and 31 on the secondary side of the power regulation transformer 22 is determined by the magnitude of the load power.
【0025】ここで、例えばコンデンサ27=100μ
F、コンデンサ25=2200μF、コンデンサ24=
1000μF、コンデンサ31=2200μFという容
量に選定したとき、充電突入電流は整流回路60の追加
によって大幅に抑制される。例えば、整流回路60の各
素子の定数として平滑用電解コンデンサ62=4.7μ
F、放電用抵抗63=68KΩの値を選定したとき、図
1の各部を流れる電流、すなわち、リレー接点20を流
れる電流I1’およびスイッチングトランジスタ9、1
0のコレクタ電流Icp1’、Icp2’は図2に示す
ように従来に比較して大幅に低減し、従来の1/2程度
の値となる。したがって、スイッチングトランジスタ9
、10の最大定格電流は定常電流の2倍程度に減少する
ため、例えばTO−220パッケージの小型のスイッチ
ングトランジスタを用いることが可能になり、低コスト
化を図ることができる。Here, for example, capacitor 27=100μ
F, capacitor 25=2200μF, capacitor 24=
When the capacitor 31 is selected to have a capacity of 1000 μF and a capacitance of 2200 μF, the charging inrush current is significantly suppressed by adding the rectifier circuit 60. For example, as the constant of each element of the rectifier circuit 60, the smoothing electrolytic capacitor 62=4.7μ
F, when the value of discharge resistor 63 = 68KΩ is selected, the current flowing through each part in FIG. 1, that is, the current I1' flowing through relay contact 20 and switching transistors 9, 1
As shown in FIG. 2, the collector currents Icp1' and Icp2' at 0 are significantly reduced compared to the conventional case, and are approximately 1/2 of the conventional value. Therefore, switching transistor 9
, 10 is reduced to about twice the steady current, it becomes possible to use a small switching transistor in a TO-220 package, for example, and cost reduction can be achieved.
【0026】また、テレビに供給される135Vの直流
出力電圧Eoについても、図2に破線で示すようにt=
t1のタイミング時点以降の立上がり特性を遅くするこ
とができ、ソフトスタート特性をもたせることができる
。その結果、負荷デジタルICの誤動作の生じる可能性
をなくすことができる。Furthermore, regarding the 135V DC output voltage Eo supplied to the television, t=
The rise characteristic after the timing t1 can be delayed, and a soft start characteristic can be provided. As a result, the possibility of malfunction of the load digital IC can be eliminated.
【0027】次に、図3は本発明の第2実施例の構成を
示す図である。前記第1実施例はスイッチングトランジ
スタがハーフブリッジ構成で、整流回路を1組設けた例
であるが、この第2実施例はスイッチングトランジスタ
がフルブリッジ構成で、整流回路を2組設けた例である
。図4の構成と異なる部分について説明する。図3にお
いて、ブリッジ回路の出力側にはコンデンサ70が接続
されるとともに、スイッチングトランジスタ71、72
を含む2組のハーフブリッジ共振コンバータに接続され
る。第1のハーフブリッジ共振コンバータはスイッチン
グトランジスタ71、抵抗73、74、コンデンサ75
、ダイオード76およびコンバータドライブトランス(
CDT)77の一部の巻線77aによって構成される。
また、第2のハーフブリッジ共振コンバータはスイッチ
ングトランジスタ72、抵抗78、79、コンデンサ8
0、ダイオード81およびコンバータドライブトランス
(CDT)77の一部の巻線77bによって構成される
。Next, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the switching transistor has a half-bridge configuration and one set of rectifier circuits is provided, but in this second embodiment, the switching transistor has a full-bridge configuration and two sets of rectifier circuits are provided. . Portions different from the configuration in FIG. 4 will be explained. In FIG. 3, a capacitor 70 is connected to the output side of the bridge circuit, and switching transistors 71 and 72 are connected to the output side of the bridge circuit.
connected to two sets of half-bridge resonant converters, including: The first half-bridge resonant converter includes a switching transistor 71, resistors 73 and 74, and a capacitor 75.
, diode 76 and converter drive transformer (
CDT) 77 and a part of the winding 77a. Further, the second half-bridge resonant converter includes a switching transistor 72, resistors 78 and 79, and a capacitor 8.
0, a diode 81, and a part of the winding 77b of the converter drive transformer (CDT) 77.
【0028】コンバータドライブトランス77は1次、
2次とも分割ボビンによって絶縁を確保している。そし
て、トランジスタ71は巻線77a、抵抗74およびコ
ンデンサ75からなる直列共振回路によって駆動され、
同様にトランジスタ72は巻線77b、抵抗79および
コンデンサ80からなる直列共振回路によって駆動され
る。コンバータドライブトランス77の2次側は、その
巻線を含んで同じくハーフブリッジ共振コンバータを構
成している。すなわち、第3のハーフブリッジ共振コン
バータはスイッチングトランジスタ82、抵抗83、8
4、コンデンサ85、ダイオード86およびコンバータ
ドライブトランス77の一部の巻線77cによって構成
される。また、第4のハーフブリッジ共振コンバータは
スイッチングトランジスタ87、抵抗88、89、コン
デンサ90、ダイオード91およびコンバータドライブ
トランス77の一部の巻線77dによって構成される。
トランジスタ82は巻線77c、抵抗84およびコンデ
ンサ85からなる直列共振回路によって駆動され、同様
にトランジスタ87は巻線77d、抵抗89およびコン
デンサ90からなる直列共振回路によって駆動される。
なお、各トランジスタ71および82を流れるコレクタ
電流をそれぞれIcp1’、Icp2’とする。The converter drive transformer 77 has a primary
Insulation is ensured for both secondary and split bobbins. The transistor 71 is driven by a series resonant circuit consisting of a winding 77a, a resistor 74, and a capacitor 75.
Similarly, transistor 72 is driven by a series resonant circuit consisting of winding 77b, resistor 79 and capacitor 80. The secondary side of the converter drive transformer 77 also constitutes a half-bridge resonant converter including its winding. That is, the third half-bridge resonant converter includes a switching transistor 82, resistors 83, 8
4, a capacitor 85, a diode 86, and a part of the winding 77c of the converter drive transformer 77. Further, the fourth half-bridge resonant converter is constituted by a switching transistor 87, resistors 88 and 89, a capacitor 90, a diode 91, and a part of the winding 77d of the converter drive transformer 77. Transistor 82 is driven by a series resonant circuit consisting of winding 77c, resistor 84 and capacitor 85, and transistor 87 is similarly driven by a series resonant circuit consisting of winding 77d, resistor 89 and capacitor 90. Note that the collector currents flowing through the transistors 71 and 82 are Icp1' and Icp2', respectively.
【0029】コンバータドライブトランス77の一部の
巻線77eはリレー接点92およびコンデンサ93を介
して直交形パワーレギュレーショントランス(PRT)
22の1次巻線N1に接続されている。なお、この1次
巻線N1を流れる電流をI1’とする。また、同巻線7
7eはコンデンサ94を介して第1実施例と同様のスタ
ンバイトランス41の1次巻線N1’に接続されている
。
なお、1次巻線N1’を流れる電流をI2とする。リレ
ー接点92は電磁パワーリレー50によって作動する。A part of the winding 77e of the converter drive transformer 77 is connected to a rectangular power regulation transformer (PRT) via a relay contact 92 and a capacitor 93.
22 primary winding N1. Note that the current flowing through this primary winding N1 is I1'. In addition, the same winding 7
7e is connected via a capacitor 94 to the primary winding N1' of a standby transformer 41 similar to the first embodiment. Note that the current flowing through the primary winding N1' is I2. Relay contacts 92 are actuated by electromagnetic power relay 50.
【0030】次に、本実施例の特徴部分である整流回路
について説明すると、コンバータドライブトランス77
の巻線77eとパワーレギュレーショントランス(PR
T)22の1次巻線N1との間をリレー接点92を介し
て接続するように、整流回路100が設けられている。
整流回路100は2組の整流ダイオード101、102
、平滑用電解コンデンサ103、104および放電用抵
抗105、106からなっている。整流ダイオード10
1、平滑用電解コンデンサ103および放電用抵抗10
5は1組となってパワーレギュレーショントランス22
からコンバータドライブトランス77に向う方向を順方
向として配置され、整流ダイオード102、平滑用電解
コンデンサ104および放電用抵抗106は他方の1組
となってパワーレギュレーショントランス22からコン
バータドライブトランス77に向う方向を逆方向として
配置されている。Next, the rectifier circuit, which is a feature of this embodiment, will be explained. The converter drive transformer 77
winding 77e and power regulation transformer (PR
A rectifier circuit 100 is provided so as to be connected to the primary winding N1 of T) 22 via a relay contact 92. The rectifier circuit 100 includes two sets of rectifier diodes 101 and 102.
, smoothing electrolytic capacitors 103, 104, and discharge resistors 105, 106. rectifier diode 10
1. Smoothing electrolytic capacitor 103 and discharge resistor 10
5 is a set of power regulation transformer 22
The rectifying diode 102, the smoothing electrolytic capacitor 104, and the discharging resistor 106 are arranged as the other pair, and the direction from the power regulation transformer 22 to the converter drive transformer 77 is the forward direction. It is placed in the opposite direction.
【0031】このような構成の第2実施例では、特に負
荷電力が200W以上の場合、電流共振形コンバータ回
路が4石のスイッチングトランジスタ71、72、82
、91を含んでフルブリッジ構成で動作する場合、整流
回路100の整流ダイオード101、102が互いに逆
極性で接続されているため、各電流共振形コンバータ回
路のスイッチングトランジスタに対して上記第1実施例
と同様に充電突入電流が整流回路100の追加によって
大幅に抑制される。したがって、パワースイッチオン時
の過渡状態におけるスイッチングトランジスタ71、7
2、82、91のコレクタ電流を抑えることができ、ス
イッチングトランジスタ71、72、82、91の最大
定格を低減して小型化を図り、コストを低減することが
できるとともに、かつソフトスタート特性を持たせるこ
とができる。In the second embodiment having such a configuration, especially when the load power is 200 W or more, the current resonant converter circuit has four switching transistors 71, 72, 82.
. Similarly, the charging inrush current is significantly suppressed by adding the rectifier circuit 100. Therefore, the switching transistors 71, 7 in the transient state when the power switch is turned on.
The collector current of the switching transistors 71, 72, 82, and 91 can be suppressed, and the maximum rating of the switching transistors 71, 72, 82, and 91 can be reduced to reduce the size and cost, and it also has soft start characteristics. can be set.
【0032】なお、上記実施例は本発明をテレビの電源
装置として適用した例であるが、本発明の適用はこれに
限るものではなく、他の電子機器にも適用することがで
きる。Although the above embodiment is an example in which the present invention is applied to a power supply device for a television, the present invention is not limited to this and can be applied to other electronic devices.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パワースイッチオン時の過渡状態におけるスイッチング
トランジスタのコレクタ電流を抑えることができ、スイ
ッチングトランジスタの最大定格を低減して小型化を図
り、コストを低減することができる。また、直流出力電
圧の立上がり時間を遅くすることができ、ソフトスター
ト特性を持たせて負荷デジタルICの誤動作の生じる可
能性をなくすことができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
The collector current of the switching transistor in a transient state when the power switch is turned on can be suppressed, and the maximum rating of the switching transistor can be reduced to achieve miniaturization and cost reduction. Further, the rise time of the DC output voltage can be delayed, and the possibility of malfunction of the load digital IC can be eliminated by providing a soft start characteristic.
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す回路図である
。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施例の動作を説明する波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the operation of the same embodiment.
【図3】本発明の第2実施例の構成を示す回路図である
。FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention.
【図4】従来の電源装置の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional power supply device.
1:交流電源
15、77:コンバータドライブトランス(CDT)2
2:直交形パワーレギュレーショントランス(PRT)
41:スタンバイトランス
50:電磁パワーリレー
60、100:整流回路
61、101、102:整流ダイオード62、103、
104:平滑用電解コンデンサ63、105、106:
放電用抵抗1: AC power supply 15, 77: Converter drive transformer (CDT) 2
2: Orthogonal power regulation transformer (PRT) 41: Standby transformer 50: Electromagnetic power relay 60, 100: Rectifier circuit 61, 101, 102: Rectifier diode 62, 103,
104: Smoothing electrolytic capacitor 63, 105, 106:
Discharge resistance
Claims (1)
数制御方式の電流共振形コンバータ回路によるスイッチ
ング電源(F−Z電源)を設け、該スイッチング電源は
、スイッチングトランジスタを駆動するトランジスタ駆
動トランスを有し、スイッチング電源の後段に、所定の
小容量のスタンバイ出力電圧を取り出すスタンバイトラ
ンスと、所定の大容量の出力電圧を取り出すパワートラ
ンスとが配置され、前記トランジスタ駆動トランスとパ
ワートランスとの間にパワースイッチが介挿され、該パ
ワースイッチによってスイッチング電源の出力がパワー
トランスに供給されるスイッチング電源装置において、
前記トランジスタ駆動トランスとパワートランスの1次
巻線との間を接続するように整流回路を設け、該整流回
路は、前記パワースイッチがオンしたとき、前記パワー
トランスの1次巻線に流れる電流を抑制する方向に電流
を流すように構成したことを特徴とするスイッチング電
源装置。1. A switching power supply (F-Z power supply) using a current resonant converter circuit with a fixed switching frequency and series resonance frequency control method, the switching power supply having a transistor drive transformer for driving a switching transistor, A standby transformer that takes out a predetermined small-capacity standby output voltage and a power transformer that takes out a predetermined large-capacity output voltage are arranged at the subsequent stage, and a power switch is inserted between the transistor drive transformer and the power transformer. in a switching power supply device in which the output of the switching power supply is supplied to the power transformer by the power switch,
A rectifier circuit is provided to connect the transistor drive transformer and the primary winding of the power transformer, and the rectifier circuit controls the current flowing through the primary winding of the power transformer when the power switch is turned on. A switching power supply device characterized in that it is configured to allow current to flow in a direction to be suppressed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3169350A JPH04368466A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Switching power source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3169350A JPH04368466A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Switching power source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04368466A true JPH04368466A (en) | 1992-12-21 |
Family
ID=15884944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3169350A Pending JPH04368466A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Switching power source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04368466A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008204884A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating device |
WO2016189980A1 (en) * | 2015-05-26 | 2016-12-01 | 株式会社村田製作所 | Power supply device and static eliminator |
CN106405240A (en) * | 2016-06-29 | 2017-02-15 | 广西柳州特种变压器有限责任公司 | Method of measuring equivalent impedance of novel filter, regulator and rectifier transformer |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP3169350A patent/JPH04368466A/en active Pending
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JPWO2016189980A1 (en) * | 2015-05-26 | 2018-02-15 | 株式会社村田製作所 | Power supply and static eliminator |
US10148193B2 (en) | 2015-05-26 | 2018-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power supply unit and static eliminator |
CN106405240A (en) * | 2016-06-29 | 2017-02-15 | 广西柳州特种变压器有限责任公司 | Method of measuring equivalent impedance of novel filter, regulator and rectifier transformer |
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