JPH0523790U - Power circuit - Google Patents

Power circuit

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JPH0523790U
JPH0523790U JP7818991U JP7818991U JPH0523790U JP H0523790 U JPH0523790 U JP H0523790U JP 7818991 U JP7818991 U JP 7818991U JP 7818991 U JP7818991 U JP 7818991U JP H0523790 U JPH0523790 U JP H0523790U
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 共振型電源回路において、集積化に適さない
コンデンサやインダクタンスを外付けとすることによ
り、大半の回路部分はHIC化して小型化を図り、また
外付け部品の定数を任意に選択可能とすることで汎用性
を高める。 【構成】 直列共振回路4及び並列共振回路5と、これ
らの共振回路に流す電流を切替えるスイッチング素子S
1,S2を有したスイッチング部2と、前記スイッチン
グ素子の動作タイミングを制御するタイミング制御部6
とを備え、前記スイッチング素子のオン期間には電流に
対して直列共振を生じさせ、また前記スイッチング素子
のオフ期間には電圧に対して並列共振を生じさせる共振
型の電源回路において、前記直列共振回路及び並列共振
回路の共振用コンデンサC1,C2及びインダクタンス
U1〜U3と、前記タイミング制御部のスイッチング周
波数設定用コンデンサC10,C11,C12,C2
0,C21,C22とを外付けとし、残りの部分を混成
集積回路構成100とする。
(57) [Abstract] [Purpose] In the resonance type power supply circuit, most of the circuit parts are integrated into HIC to reduce the size by adding capacitors and inductances that are not suitable for integration, and the constants of external parts. The versatility is enhanced by making it possible to arbitrarily select. [Structure] A series resonance circuit 4 and a parallel resonance circuit 5, and a switching element S for switching a current flowing through these resonance circuits.
1, a switching unit 2 having S2, and a timing control unit 6 for controlling the operation timing of the switching element.
A resonance type power supply circuit that generates series resonance with respect to a current during an ON period of the switching element and generates parallel resonance with respect to a voltage during an OFF period of the switching element. Resonance capacitors C1 and C2 and inductances U1 to U3 of the circuit and the parallel resonance circuit, and switching frequency setting capacitors C10, C11, C12 and C2 of the timing controller.
0, C21, C22 are externally attached, and the remaining portion is the hybrid integrated circuit configuration 100.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は、オーディオ機器等に有用な低ノイズ、高効率の共振電源を一部H IC(混成集積回路)化して小型化すると共に、大容量、高耐圧のコンデンサ及 び集積化に適さないインダクタンスを外付けとすることで汎用性を高めた電源回 路に関する。 This invention is a low-noise, high-efficiency resonant power supply useful for audio equipment and the like, which is partially miniaturized by HIC (hybrid integrated circuit), and has a large capacity, high withstand voltage capacitor, and inductance not suitable for integration. This is related to the power supply circuit that has improved versatility by externally connecting.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

多機能化、小型化が進むオーディオ機器等の分野では、電源回路をディスクリ ート部品で構成すると装置外観が大型化するため、最近では、混成集積回路(H IC)を使用して小型化する傾向にある。HICは周知のように、薄膜や厚膜で 構成された基板上にトランジスタやダイオード等の能動素子、或いは抵抗やコン デンサ等の受動素子、更にはICやLSI等を組み合わせたものであるから、デ ィスクリート回路に比べて充分に小型化でき、また耐震性等の面でも信頼性が高 い。 In the field of audio equipment, which is becoming more multifunctional and smaller, the appearance of the device becomes larger when the power supply circuit is made up of discrete parts. Therefore, recently, a hybrid integrated circuit (HIC) is used to make the device smaller. Tend to do. As is well known, HIC is a combination of active elements such as transistors and diodes, passive elements such as resistors and capacitors, and ICs and LSIs on a substrate composed of thin and thick films. Compared to a discreet circuit, it can be sufficiently miniaturized and is highly reliable in terms of earthquake resistance.

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、共振電源は直列共振又は並列共振を行うために、その構成上コ ンデンサやインダクタンスが不可欠であり、また、共振回路以外の他の回路部分 においても少なからずコンデンサ等の集積化しにくい部品を使用することは避け られない。 この考案は、上述した共振型電源回路において、集積化に適さないコンデンサ やインダクタンスを外付けとすることにより、大半の回路部分はHIC化して小 型化を図り、また外付け部品の定数を任意に選択可能とすることで汎用性を高め ることを目的としている。 However, since the resonant power supply performs series resonance or parallel resonance, a capacitor and inductance are indispensable in its configuration, and components other than the resonance circuit, such as capacitors, are not easily integrated. Doing it is unavoidable. In this invention, in the above-mentioned resonant power supply circuit, most of the circuit part is made into a HIC to achieve miniaturization by externally attaching capacitors and inductances that are not suitable for integration, and the constants of external parts can be set arbitrarily. The purpose is to increase versatility by making it selectable.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するため、この考案では、直列共振回路及び並列共振回路と、 これらの共振回路に流す電流を切替えるスイッチング素子を有したスイッチング 部と、前記スイッチング素子の動作タイミングを制御するタイミング制御部とを 備え、前記スイッチング素子のオン期間には電流に対して直列共振を生じさせ、 また前記スイッチング素子のオフ期間には電圧に対して並列共振を生じさせる共 振型の電源回路において、前記直列共振回路及び並列共振回路の共振用コンデン サ及びインダクタンスと、前記タイミング制御部のスイッチング周波数設定用コ ンデンサとを外付けとし、残りの部分を混成集積回路構成としてなることを特徴 としている。 In order to achieve the above object, in the present invention, a series resonance circuit and a parallel resonance circuit, a switching unit having a switching element for switching a current flowing through these resonance circuits, and a timing control unit for controlling the operation timing of the switching element. A resonance type power supply circuit that causes series resonance with respect to current during the ON period of the switching element and parallel resonance with respect to voltage during the OFF period of the switching element. The resonance capacitor and the inductance of the resonance circuit and the parallel resonance circuit, and the switching frequency setting capacitor of the timing control unit are externally provided, and the remaining part has a hybrid integrated circuit configuration.

【0005】[0005]

【作用】[Action]

電流共振と電圧共振を利用して高効率、低ノイズを実現した共振型電源は、直 列及び並列の各共振回路とスイッチング用の回路が必要であり、またこれらの回 路はコンデンサやインダクタンスを使用する。この考案では、耐圧は低いが容量 の大きいスイッチング周波数設定用コンデンサ、及び容量は小さいが耐圧の大き い並列共振用コンデンサ、並びに回路構成上不可欠な直列共振用コンデンサ、更 には集積化には適さない共振用及び帰還用のインダクタンスを外付けとし、他の 半導体素子や抵抗により構成される部分回路をHIC化することで、HIC化に よる電源回路全体の小型化を実現し、また外付けの部品定数の任意設定による汎 用電源を実現する。 A resonant power supply that achieves high efficiency and low noise by utilizing current resonance and voltage resonance requires series and parallel resonant circuits and switching circuits, and these circuits require capacitors and inductances. use. In this device, a switching frequency setting capacitor with a low withstand voltage and a large capacitance, a parallel resonance capacitor with a low capacitance but a high withstand voltage, and a series resonance capacitor that is indispensable in the circuit configuration are suitable for integration. The resonance and feedback inductances that are not included are externally attached, and the partial circuit that is composed of other semiconductor elements and resistors is integrated into a HIC. Realize a general-purpose power supply by arbitrarily setting the component constants.

【0006】[0006]

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。 図1は、この考案の一実施例に係る電源回路の要部回路図である。この実施例 で示す電源回路の全体は電圧共振及び電流共振を利用したスイッチングインバー タ形式であり、本出願人により特願平3−166383号として出願されている 。 先ず、この電源装置の原理構成を図2を参照して説明する。この図において、 1は直流電源、2は任意のタイミングでオン、オフ可能な主スイッチング素子を 含み、直流電源1をスイッチングして交流に変換するスイッチング手段、3は供 給される交流入力を全波整流してコンデンサで平滑して直流出力とする直流出力 手段、4はスイッチング手段2の出力端子に流れる電流に対して直列に形成され る直列共振回路、5はスイッチング手段2の出力端子に生じる電圧に対して並列 に形成される並列共振手段、6はスイッチング手段2のスイッチング素子を間欠 的にオンにするドライブ素子を有するタイミング制御手段である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of a power supply circuit according to an embodiment of the present invention. The entire power supply circuit shown in this embodiment is of a switching inverter type using voltage resonance and current resonance, and has been filed by the applicant as Japanese Patent Application No. 3-166383. First, the principle configuration of this power supply device will be described with reference to FIG. In this figure, 1 is a DC power supply, 2 is a main switching element that can be turned on and off at an arbitrary timing, switching means for switching the DC power supply 1 to convert it into AC, and 3 is all AC input supplied. DC output means for wave rectifying and smoothing with a capacitor to produce a DC output, 4 is a series resonance circuit formed in series with the current flowing through the output terminal of the switching means 2, and 5 is generated at the output terminal of the switching means 2. A parallel resonance means formed in parallel with the voltage, and 6 is a timing control means having a drive element for intermittently turning on the switching element of the switching means 2.

【0007】 図3は図2のブロックを少し回路構成的に示した基本原理構成図である。この 図3を参照して概略動作を説明する。主スイッチング素子S1,S2はタイミン グ制御手段6の制御により一定周期で交互にオン、オフを繰り返すが、図4の( カ)(キ)に示すように同時にオフになる期間を有している。このとき両スイッ チング素子の交点Aの電圧VC1は、正負の直流電源電圧+VI,−VIを受け て図4の(ア)のように波高値VIの交流になる。このとき電流iD1またはi D2は、インダクタンスL2、コンデンサC2を通ってダイオードD1,D2で 整流され、コンデンサC3,C4で平滑されて負荷RLに流れる。 スイッチング素子S1がオンしているときは、ダイオードD1が順方向となる ので、図4の(イ)に示すチャージ電流iD1がコンデンサC3に流れる。ここ でスイッチング素子S1とダイオードD1のインピーダンスが充分に小さく、且 つC3>>C2に設定しておけば、上記の電流はインダクタンスL2とコンデン サC2による正弦波状の直列共振電流となる。FIG. 3 is a basic principle block diagram showing the block of FIG. 2 in a little circuit configuration. The schematic operation will be described with reference to FIG. The main switching elements S1 and S2 are alternately turned on and off at regular intervals under the control of the timing control means 6, but have a period in which they are turned off at the same time, as shown in (f) and (g) of FIG. .. At this time, the voltage VC1 at the intersection A of the two switching elements receives the positive and negative DC power supply voltages + VI and -VI and becomes an alternating current having a peak value VI as shown in FIG. At this time, the current iD1 or iD2 passes through the inductance L2 and the capacitor C2, is rectified by the diodes D1 and D2, is smoothed by the capacitors C3 and C4, and flows into the load RL. When the switching element S1 is on, the diode D1 is in the forward direction, so that the charge current iD1 shown in (a) of FIG. 4 flows through the capacitor C3. If the impedances of the switching element S1 and the diode D1 are sufficiently small and C3 >> C2 is set, the above current becomes a sinusoidal series resonance current due to the inductance L2 and the capacitor C2.

【0008】 この共振電流は、半波経過して電流の向きが逆になるとダイオードD1が逆電 圧となってオフするため、それ以上流れることはない。つまり、共振電流が半波 終了して電流が零に戻ったところでこの直列共振は自動的に停止する。 このときコンデンサC2には、流れた共振電流に対応した電荷が蓄積されるた め、図4の(オ)のように両端電圧VC2が残る。この電荷は次にスイッチング 素子S2がオンするときに負荷RLに放出されるためエネルギロスにはならない 。また、インダクタンスに蓄えられるエネルギは電流に比例するため、電流零で 共振が止まったときのインダクタンスL2のエネルギは零である。このため、有 害な電流ノイズの発生は極めて少ない。[0008] The resonance current does not flow any more because the diode D1 turns into a reverse voltage and turns off when the direction of the current is reversed after half a wave. In other words, this series resonance automatically stops when the resonance current has finished half-wave and returned to zero. At this time, the electric charge corresponding to the resonant current that has flown is accumulated in the capacitor C2, so that the voltage VC2 across both ends remains as shown in (e) of FIG. This charge does not cause energy loss because it is released to the load RL when the switching element S2 is next turned on. Further, since the energy stored in the inductance is proportional to the current, the energy of the inductance L2 when the resonance is stopped at the zero current is zero. Therefore, the generation of harmful current noise is extremely small.

【0009】 スイッチング素子S1がオフするときは電流共振が終了しているため、インダ クタンスL1に流れる電流iL1(図4の(エ))だけがスイッチング素子S1 を流れる。インダクタンスL1の値は直列共振用のインダクタンスL2,コンデ ンサC2とは独立して設定できるため、L1>>L2に設定することで、インダ クタンスL1を流れる電流iL1の値は、直列共振電流iD1に比べて充分に小 さなものとすることができる。このため、スイッチング素子S1は殆ど零電流の 状態でオフすることができる。When the switching element S1 is turned off, the current resonance has ended, so only the current iL1 ((d) in FIG. 4) flowing through the inductance L1 flows through the switching element S1. The value of the inductance L1 can be set independently of the inductance L2 for series resonance and the capacitor C2. Therefore, by setting L1 >> L2, the value of the current iL1 flowing through the inductance L1 becomes the series resonance current iD1. It can be small enough in comparison. Therefore, the switching element S1 can be turned off in the state of almost zero current.

【0010】 一方、スイッチング素子S1がオンしている間にインダクタンスL1に蓄えら れた磁気エネルギ(電流)は、インダクタンスL1とコンデンサC1が並列共振 するエネルギになる。この結果、A点の電圧VC1は正弦波状に低下し、やがて 零を越えて−VIに近づく。これが電圧共振モードである。 A点の電位が−VI近くになるとダイオードD2がオンし、インダクタンスL 1に残存しているエネルギ(電流)をL2,C2,D2を通じてコンデンサC4 に放出する。しかし、インダクタンスL1の電流は小さく設定されているので、 電流的には大きな変化とはならず、A点の電位は−VI近くの値を維持する。従 って、スイッチング素子S2をその両端電圧が非常に小さい状態でオンさせる零 電圧動作が可能となり、オン時の損失が極めて小さくて済む。On the other hand, the magnetic energy (current) stored in the inductance L1 while the switching element S1 is turned on becomes energy in which the inductance L1 and the capacitor C1 resonate in parallel. As a result, the voltage VC1 at the point A drops sinusoidally, and eventually exceeds zero and approaches -VI. This is the voltage resonance mode. When the potential at the point A becomes close to -VI, the diode D2 is turned on, and the energy (current) remaining in the inductance L1 is discharged to the capacitor C4 through L2, C2 and D2. However, since the current of the inductance L1 is set small, it does not change greatly in terms of current, and the potential at the point A maintains a value near -VI. Therefore, the zero voltage operation is possible in which the switching element S2 is turned on in the state where the voltage across the switching element S2 is very small, and the loss at the time of turning on is extremely small.

【0011】 スイッチング素子S2がオンするとインダクタンスL2,コンデンサC2は負 側の電流共振を生じ、図4(ウ)に示すチャージ電流iD2がダイオードD2を 通してコンデンサC4に流れる。以後はスイッチング素子S1,S2のオン、オ フに従い上述した動作を繰り返す。 この様な共振型の電源装置は、スイッチング素子の全スイッチング動作が電圧 零又は電流零で行われるため、スイッチング損失が少なく、回路全体の効率が極 めて高い。また、直列共振電流及び並列共振電圧のいずれも単一周波数に近いス ペクトラムとなるため、回路各部の共振ディップと干渉してリンギングあるいは オーバシュートを生じる可能性が減少し、高調波等の不要輻射が極めて少ない。When the switching element S2 is turned on, the inductance L2 and the capacitor C2 cause a negative side current resonance, and the charge current iD2 shown in FIG. 4C flows into the capacitor C4 through the diode D2. After that, the above-described operation is repeated according to the switching elements S1 and S2 being turned on and off. In such a resonance type power supply device, since all switching operations of the switching elements are performed at zero voltage or zero current, the switching loss is small and the efficiency of the entire circuit is extremely high. In addition, since the series resonance current and parallel resonance voltage both have a spectrum close to a single frequency, the possibility of causing ringing or overshoot by interfering with the resonance dip in each part of the circuit is reduced, and unnecessary radiation such as harmonics is reduced. Is extremely small.

【0012】 図5はトランスT1の1次側の自己インダクタンスL1と漏れインダクタンス L2を利用して直列共振回路L2,C2及び並列共振回路L1,C1を構成した 実際的な回路図である。コンデンサC1(C2)は2分の1の容量のコンデンサ C1/2(C2/2)を2個直列に接続して構成される。この様にすると、電圧 共振ループ内にはL2,C2が含まれてしまうが、L2<<L1,C2>>C1 の関係にあるため、実際にはL2,C2の存在が電圧共振に与える影響は無視で きる。 トランスT1の2次側には4個のダイオードからなる全波整流回路7が接続さ れ、その整流出力がコンデンサC3で平滑されて負荷RLに供給される。直流電 源1は交流電源を整流して直流化したものでも良いので、この場合にはAC/D Cコンバータになる。FIG. 5 is a practical circuit diagram in which the series resonance circuits L2 and C2 and the parallel resonance circuits L1 and C1 are configured using the self-inductance L1 and the leakage inductance L2 on the primary side of the transformer T1. The capacitor C1 (C2) is configured by connecting two capacitors C1 / 2 (C2 / 2) having a half capacity to each other in series. By doing so, L2 and C2 are included in the voltage resonance loop, but because of the relationship of L2 << L1, C2 >> C1, the existence of L2 and C2 actually affects the voltage resonance. Can be ignored. A full-wave rectification circuit 7 composed of four diodes is connected to the secondary side of the transformer T1, and the rectified output thereof is smoothed by the capacitor C3 and supplied to the load RL. The DC power source 1 may be a DC power source obtained by rectifying an AC power source, and in this case, it becomes an AC / DC converter.

【0013】 図6の電源装置はこのタイプであり、4個のダイオードからなる全波整流回路 8で交流電源ACを全波整流してコンデンサC5,C6で平滑する。従って、こ こではコンデンサC5,C6の部分が直流電源1となる。並列共振用の2分割コ ンデンサC1/2は主スイッチング素子S1,S2に並列に接続される。直列共 振用のコンデンサC2は分割されずにトランスT1の1次巻線に直列に接続され ている。並列共振用のインダクタンスL1はトランスT1の巻線U3の自己イン ダクタンスであり、また直列共振用のインダンクタンスL2は巻線U3の漏れイ ンダクタンスである。The power supply device of FIG. 6 is of this type, and the full-wave rectifier circuit 8 consisting of four diodes full-wave rectifies the AC power supply AC and smoothes it with the capacitors C5 and C6. Therefore, here, the capacitors C5 and C6 serve as the DC power supply 1. The parallel resonant two-divided capacitor C1 / 2 is connected in parallel to the main switching elements S1 and S2. The capacitor C2 for series resonance is not divided but is connected in series to the primary winding of the transformer T1. The inductance L1 for parallel resonance is the self-inductance of the winding U3 of the transformer T1, and the inductance L2 for series resonance is the leakage inductance of the winding U3.

【0014】 タイミング制御部6は主スイッチング素子S1,S2を独立して駆動できるよ うに2系統の独立した駆動制御回路61,62を備える。駆動制御回路61,6 2の出力段はドライブ素子Q1,Q2であり、この素子Q1,Q2のオンタイミ ングをCR時定数回路63,64で制御し、またオフタイミングを前段のスイッ チング素子Q3,Q4及びCR時定数回路63´,64´で制御する。この時定 数回路63,63´,64,64´にはトランスT1の巻線U1,U2に誘起さ れた交流成分をそれぞれ正帰還する。駆動制御回路61,62は同じ回路構成で あるが、出力段のドライブ素子Q1,Q2は図4の(カ)(キ)に示したように 、共にオフする期間を介在させて交互にオンする。即ち、素子S1がオンしてい るときに巻線U1に誘起される電流で時定数回路63´のコンデンサが充電され 、やがてその充電電圧が上昇してトランジスタQ3をオンさせるとドライブ素子 Q1がオフする。素子Q1がオフし素子S1がオフするとトランスT1の1次巻 線の誘導により、1次巻線の両端にかかる電圧が反転し、時定数回路64,64 ´が充電され始める。回路64´の時定数は回路64の時定数より大きいため、 まずドライブ素子Q2がオンになり素子S2がオンになる。その後時定数回路6 4´のコンデンサが充電完了しトランジスタQ4がオンして素子Q2がオフし素 子S2がオフする。次は素子S1がオンする番になるが、以下同様の動作を繰り 返す。この回路動作の詳細は時定数回路63,64の動作を除けば本出願人によ り出願され、公告された特公平3−1914号に示されている。The timing control unit 6 includes two independent drive control circuits 61 and 62 so that the main switching elements S1 and S2 can be driven independently. The output stages of the drive control circuits 61 and 62 are drive elements Q1 and Q2, the on-timing of these elements Q1 and Q2 is controlled by CR time constant circuits 63 and 64, and the OFF timing is the switching element Q3 of the preceding stage. It is controlled by Q4 and CR time constant circuits 63 'and 64'. At this time, the AC components induced in the windings U1 and U2 of the transformer T1 are positively fed back to the constant circuits 63, 63 ', 64 and 64', respectively. The drive control circuits 61 and 62 have the same circuit configuration, but the drive elements Q1 and Q2 in the output stage are alternately turned on with a period of both being turned off, as shown in FIGS. .. That is, when the element S1 is on, the capacitor of the time constant circuit 63 'is charged by the current induced in the winding U1, and when the charge voltage rises to turn on the transistor Q3, the drive element Q1 is turned off. To do. When the element Q1 is turned off and the element S1 is turned off, the voltage applied to both ends of the primary winding is inverted by the induction of the primary winding of the transformer T1, and the time constant circuits 64 and 64 'start to be charged. Since the time constant of the circuit 64 'is larger than that of the circuit 64, the drive element Q2 is first turned on and the element S2 is turned on. After that, the capacitor of the time constant circuit 64 'is completely charged, the transistor Q4 is turned on, the element Q2 is turned off, and the element S2 is turned off. Next, the element S1 turns on, but the same operation is repeated thereafter. The details of this circuit operation are shown in Japanese Patent Publication No. 3-1914, which was filed and published by the present applicant except for the operation of the time constant circuits 63 and 64.

【0015】 図7はこのタイミング制御部6を詳細に示したものである。駆動制御回路61 の時定数回路63は、抵抗R11,ダイオードD11,コンデンサC12及びド ライブ素子Q1自身により構成され、コンデンサC12の充電電圧がドライブ素 子Q1のベース・エミッタ間電圧を越えて上昇すると、ドライブ素子Q1がオン する。この時定数回路63の充電時定数はC12R11である。また、駆動制御 回路61の時定数回路63´は、抵抗R10、コンデンサC10、ダイオードD 10及びトランジスタQ3により構成され、コンデンサC10の充電電圧がトラ ンジスタQ3のベース・エミッタ間電圧を越えて上昇すると、トランジスタQ3 がオンしてドライブ素子Q1をオフさせる。この時定数回路63´の充電時定数 はC10R10であり、前述したC12R11より大きく設定されている。これ らの時定数によりドライブ素子Q1の発振周波数やデューティー比が規定される 。他方の駆動制御回路62も同様の構成を有し、時定数回路64は、抵抗R21 ,ダイオードD21,コンデンサC22及びドライブ素子Q2により構成され、 時定数回路64´は、抵抗R20、コンデンサC20、ダイオードD20及びト ランジスタQ4により構成される。 駆動制御回路61の抵抗R12、コンデンサC11、ダイオードD11は自動 起動回路を構成する。他方の駆動制御回路62についても同様であり、抵抗R2 2、コンデンサC21、ダイオードD21は自動起動回路を構成する。この自動 起動回路は、電源投入時にドライブ素子Q1,Q2の一方だけがオンになるよう にするものである。FIG. 7 shows the timing controller 6 in detail. The time constant circuit 63 of the drive control circuit 61 is composed of a resistor R11, a diode D11, a capacitor C12 and a drive element Q1 itself, and when the charging voltage of the capacitor C12 exceeds the base-emitter voltage of the drive element Q1. , The drive element Q1 is turned on. The charging time constant of the time constant circuit 63 is C12R11. The time constant circuit 63 'of the drive control circuit 61 is composed of a resistor R10, a capacitor C10, a diode D10 and a transistor Q3, and when the charging voltage of the capacitor C10 exceeds the base-emitter voltage of the transistor Q3, it rises. , The transistor Q3 is turned on and the drive element Q1 is turned off. The charging time constant of the time constant circuit 63 'is C10R10, which is set larger than that of C12R11 described above. These time constants define the oscillation frequency and duty ratio of the drive element Q1. The other drive control circuit 62 has the same configuration, the time constant circuit 64 is composed of a resistor R21, a diode D21, a capacitor C22 and a drive element Q2, and the time constant circuit 64 'is a resistor R20, a capacitor C20 and a diode. It consists of D20 and transistor Q4. The resistor R12, the capacitor C11, and the diode D11 of the drive control circuit 61 form an automatic start circuit. The same applies to the other drive control circuit 62, and the resistor R22, the capacitor C21, and the diode D21 form an automatic start circuit. This automatic start circuit turns on only one of the drive elements Q1 and Q2 when the power is turned on.

【0016】 タイミング制御部6は以上のように構成されており、そして、ドライブ素子で 駆動される主スイッチング素子S1,S2及びそのエミッタ安定化抵抗R1,R 2、並びに並列共振用コンデンサC1、直列共振用コンデンサC2、共振用イン ダクタンスU3、帰還用インダクタンスU1,U2等がタイミング制御部6の周 辺に配置される。 一般にこのような電源回路を小型化するには、全ての回路部品を共通のHIC 内に組み込むことが考えられるが、そのようにすると大容量、高耐圧のコンデン サやコイルで実現されるインダクタンスの存在が問題となる。図7の回路を実用 化する場合、各コンデンサの耐圧及び容量値は概略下表のようになる。The timing control unit 6 is configured as described above, and includes main switching elements S1 and S2 driven by drive elements and their emitter stabilizing resistors R1 and R2, a parallel resonance capacitor C1, and a series resonance capacitor C1. The resonance capacitor C2, the resonance inductance U3, the feedback inductances U1, U2, etc. are arranged around the timing control unit 6. Generally, in order to miniaturize such a power supply circuit, it is conceivable to incorporate all the circuit components in a common HIC. However, if this is done, the inductance realized by a large capacity, high withstand voltage capacitor or coil will be reduced. Existence matters. When the circuit of FIG. 7 is put to practical use, the breakdown voltage and capacitance value of each capacitor are as shown in the table below.

【0017】[0017]

【表1】 耐 圧 容 量 C12,C22 〜数V 0.33μF C11,C21 〜6.3V 330μF C10,C20 〜数V 0.027μF C1/2 〜340V 〜1800pFTABLE 1 Resistance to pressure capacity C12, C22 ~ number V 0.33μF C11, C21 ~6.3V 330μF C10 , C20 ~ number V 0.027μF C1 / 2 ~340V ~1800pF

【0018】 上表に示されたコンデンサC1/2は容量こそ小さいが耐圧が大きいためHI C化には適さない。そのほかのコンデンサは耐圧こそ低いがいずれも容量が大き いためこれもHIC化には適さない。従って、この考案ではこれらのコンデンサ 及びインダクタンス部分を外付けとし、他の部分をHIC化して小型化を図る。The capacitor C1 / 2 shown in the above table has a small capacitance but a large withstand voltage, and is not suitable for HIC. The other capacitors have low withstand voltage, but all of them have large capacities and are not suitable for HIC. Therefore, in this invention, these capacitors and inductance parts are externally attached, and the other parts are made into a HIC to achieve miniaturization.

【0019】 図1は図7と同じ回路をHIC化に適した配置に変更したものであり、図中の 破線枠内がHIC化部100である。このHIC化部100内には抵抗R1,R 2,R10,R11,R12,R20,R21,R22及びダイオードD10, D11,D20,D21更にトランジスタQ1〜Q4,S1,S2だけが集積化 され、コンデンサC1,C2,C10,C11,C12,C20,C21,C2 2及びインダクタンスU1〜U3は外付けする構成となっている。 この様にすると、コンデンサ及びインダクタンスを含まないHIC化部100 は充分に小型化でき、しかも外付けされたコンデンサ及びインダクタンスの各定 数を任意に設定することで、共通のHIC化部100を使用して各種の電源回路 を構成することができる。FIG. 1 shows the same circuit as that of FIG. 7 modified into an arrangement suitable for HIC implementation, and the inside of a broken line frame in the drawing is the HIC implementation unit 100. In this HIC unit 100, only resistors R1, R2, R10, R11, R12, R20, R21, R22 and diodes D10, D11, D20, D21 and transistors Q1 to Q4, S1, S2 are integrated, and capacitors C1, C2, C10, C11, C12, C20, C21, C22 and inductances U1 to U3 are externally attached. By doing so, the HIC unit 100 that does not include the capacitor and the inductance can be sufficiently miniaturized, and the common HIC unit 100 can be used by setting the constants of the externally attached capacitor and inductance arbitrarily. Then, various power supply circuits can be configured.

【0020】[0020]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上述べたようにこの考案によれば、スイッチング素子を動作させる共振型の 電源回路において、共振用コンデンサ及びインダクタンスとスイッチング周波数 設定用コンデンサとを外付けとし、残りの部分をHIC構成としたので、HIC 化による電源回路全体の小型化と、外付けの部品定数の任意設定による汎用化を 実現することができる。 As described above, according to the present invention, in the resonance type power supply circuit for operating the switching element, the resonance capacitor and the inductance and the switching frequency setting capacitor are externally attached, and the remaining part has the HIC configuration. It is possible to realize the miniaturization of the entire power supply circuit by using the HIC and generalization by arbitrarily setting the external component constants.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この考案の一実施例を示す要部回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of an essential part showing an embodiment of the present invention.

【図2】 共振型電源装置の原理構成図である。FIG. 2 is a principle configuration diagram of a resonance type power supply device.

【図3】 図2の回路の具体例を示す詳細回路図であ
る。
FIG. 3 is a detailed circuit diagram showing a specific example of the circuit of FIG.

【図4】 図3の回路の動作波形図である。4 is an operation waveform diagram of the circuit of FIG.

【図5】 図2の回路の変形例を示す回路図である。5 is a circuit diagram showing a modified example of the circuit of FIG.

【図6】 実用的な共振型電源装置の詳細回路図であ
る。
FIG. 6 is a detailed circuit diagram of a practical resonance type power supply device.

【図7】 図6の要部詳細構成図である。7 is a detailed configuration diagram of a main part of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…直流電源、2…スイッチング手段、3…直流出力手
段、4…直列共振回路、5…並列共振回路、6…タイミ
ング制御手段、6A…HIC化部、6B…外付け部、Q
1,Q2…ドライブ素子、S1,S2…主スイッチング
素子、C1…並列共振用コンデンサ、C2…直列共振用
コンデンサ、C10,C11,C12,C20,C2
1,C22…ドライブ段スイッチング周波数設定用コン
デンサ、U1〜U3…インダクタンス。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC power supply, 2 ... Switching means, 3 ... DC output means, 4 ... Series resonance circuit, 5 ... Parallel resonance circuit, 6 ... Timing control means, 6A ... HIC part, 6B ... External part, Q
1, Q2 ... Drive element, S1, S2 ... Main switching element, C1 ... Parallel resonance capacitor, C2 ... Series resonance capacitor, C10, C11, C12, C20, C2
1, C22 ... Capacitors for setting drive stage switching frequency, U1 to U3 ... Inductance.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 直列共振回路及び並列共振回路と、これ
らの共振回路に流す電流を切替えるスイッチング素子を
有したスイッチング部と、前記スイッチング素子の動作
タイミングを制御するタイミング制御部とを備え、前記
スイッチング素子のオン期間には電流に対して直列共振
を生じさせ、また前記スイッチング素子のオフ期間には
電圧に対して並列共振を生じさせる共振型の電源回路に
おいて、 前記直列共振回路及び並列共振回路の共振用コンデンサ
及びインダクタンスと、前記タイミング制御部のスイッ
チング周波数設定用コンデンサとを外付けとし、残りの
部分を混成集積回路構成としてなることを特徴とする電
源回路。
1. A switching device comprising a series resonant circuit and a parallel resonant circuit, a switching unit having a switching element for switching a current flowing through these resonant circuits, and a timing control unit for controlling an operation timing of the switching element. In a resonance-type power supply circuit that causes series resonance with respect to a current during an ON period of an element and causes parallel resonance with respect to a voltage during an OFF period of the switching element, A power supply circuit characterized in that a resonance capacitor and an inductance and a switching frequency setting capacitor of the timing control unit are externally attached, and the remaining part is of a hybrid integrated circuit configuration.
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