JPH0580186U - Auxiliary power supply circuit for voltage resonance type switching power supply - Google Patents

Auxiliary power supply circuit for voltage resonance type switching power supply

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JPH0580186U
JPH0580186U JP2006492U JP2006492U JPH0580186U JP H0580186 U JPH0580186 U JP H0580186U JP 2006492 U JP2006492 U JP 2006492U JP 2006492 U JP2006492 U JP 2006492U JP H0580186 U JPH0580186 U JP H0580186U
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政樹 塩谷
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横河電機株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次側の補助電源の立ち上がりが早く起動特
性のよい電圧共振型スイッチング電源を提供すること。 【構成】 スイッチング素子を有するハーフブリッジ部
と、第1のインダクタ21、第2のインダクタ22並び
にコンデンサ23を有するT型回路と、トランスの二次
巻線に生ずるスイッチング信号を整流平滑化して直流電
圧を負荷側に出力する整流平滑部と、この整流平滑部の
出力電圧を安定化する方向に前記スイッチング素子を駆
動するスイッチング制御信号を送る帰還回路とを有する
電圧共振型スイッチング電源において、帰還回路の動作
用電力を供給する補助電源回路に、入力直流電源と起動
抵抗を介して接続するとともに、補助巻線を第1のイン
ダクタに巻いたことを特徴としている。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a voltage resonance type switching power supply in which the auxiliary power supply on the primary side rises quickly and has good starting characteristics. A half bridge portion having a switching element, a T-type circuit having a first inductor 21, a second inductor 22, and a capacitor 23, and a DC voltage by rectifying and smoothing a switching signal generated in a secondary winding of a transformer. In a voltage resonance type switching power supply having a rectifying / smoothing section for outputting to the load side and a feedback circuit for sending a switching control signal for driving the switching element in a direction to stabilize the output voltage of the rectifying / smoothing section. It is characterized in that it is connected to an input DC power supply via an activation resistor and an auxiliary winding is wound around the first inductor, to an auxiliary power supply circuit for supplying operating power.

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]

本考案は電圧共振型スイッチング電源に係り、特に制御回路に動作用の電力を 供給する補助電源回路の改良に関する。 The present invention relates to a voltage resonance type switching power supply, and more particularly to improvement of an auxiliary power supply circuit for supplying operating power to a control circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

本考案者は特開平3−265464号公報で電圧共振型スイッチング電源を提 案している。図3は従来装置の回路図である。図において、ハーフブリッジ部1 0はトランスの一次巻線n1に印加される直流電圧Vinを二個のスイッチング素 子によりオンオフするもので、T型回路20により出力インピーダンスを低下さ せて出力の負荷依存性を低下させている。トランスの二次巻線n2に誘起された スイッチング信号は、整流平滑部30により直流化されて負荷R0に直流電圧V oが供給される。帰還回路40は出力電圧Voを安定化するもので、スイッチン グ素子にオンオフ制御信号を送っている。補助電源回路50は帰還回路40の一 次側に動作用の電力Vccを供給している。 The present inventor has proposed a voltage resonance type switching power supply in Japanese Patent Laid-Open No. 3-265464. FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional device. In the figure, a half-bridge unit 10 turns on / off a DC voltage Vin applied to a primary winding n1 of a transformer by two switching elements, and lowers an output impedance by a T-type circuit 20 to output a load. It reduces dependency. The switching signal induced in the secondary winding n2 of the transformer is converted into a direct current by the rectifying / smoothing unit 30 and the direct current voltage Vo is supplied to the load R0. The feedback circuit 40 stabilizes the output voltage Vo and sends an on / off control signal to the switching element. The auxiliary power supply circuit 50 supplies the operating power Vcc to the primary side of the feedback circuit 40.

【0003】 更に詳細を説明すると、ハーフブリッジ部10は、入力直流電圧Vinを直列接 続された分割コンデンサ11a,11bにより分割し、分割コンデンサ11a,11bの共通接 続点は一次巻線n1の一端と接続されている。また、入力直流電圧VinはFET やトランジスタなどよりなり、二個直列に接続されたスイッチング素子12a,12b の電流側に印加されていると共に、スイッチング素子12a,12bの共通接続点はT 型回路20を介して一次巻線n1の他端と接続されている。各スイッチング素子 12a,12bには、寄生ダイオード13a,13b並びにドレイン・ソース端子間に接続され る電圧共振用コンデンサ14a,14bが設けられている。T型回路20は電圧共振用 インダクタ21、補助共振用インダクタ22並びに補助共振用コンデンサ23を 有しており、一次巻線n1の一端は補助共振用コンデンサ23と接続され、一次 巻線n1の他端は補助共振用インダクタ22と接続されている。More specifically, the half-bridge unit 10 divides the input DC voltage Vin by the dividing capacitors 11a and 11b connected in series, and the common connecting point of the dividing capacitors 11a and 11b is the primary winding n1. It is connected to one end. The input DC voltage Vin is composed of FETs and transistors and is applied to the current side of two switching elements 12a and 12b connected in series, and the common connection point of the switching elements 12a and 12b is the T-type circuit 20. Is connected to the other end of the primary winding n1. Each switching element 12a, 12b is provided with a parasitic diode 13a, 13b and a voltage resonance capacitor 14a, 14b connected between the drain and source terminals. The T-type circuit 20 has a voltage resonance inductor 21, an auxiliary resonance inductor 22, and an auxiliary resonance capacitor 23. One end of the primary winding n1 is connected to the auxiliary resonance capacitor 23, and the other of the primary winding n1. The end is connected to the auxiliary resonance inductor 22.

【0004】 整流平滑部30は、二次巻線n2にアノード側が接続されたダイオード31a,31 bと、このダイオード31a,31bのアノード・カソード端子間に接続されたスナバ用 コンデンサ32a,32bを有している。ダイオード31a,31bのカソード端子は突き合わ せられており、チョークコイル33を介して平滑コンデンサ34に蓄電されてい る。帰還回路40は、分圧抵抗R41,R42により出力電圧Voを分圧して、 誤差増幅器・位相補償部43で基準電圧と比較して誤差信号を求めている。誤差 信号は、一次側と二次側を絶縁するフォトカプラ44を介してゲートドライブ回 路45に送られ、誤差信号を小さくする方向に調整されたスイッチング制御信号 をスイッチング素子12a,12bに帰還している。補助電源回路50は、起動抵抗RB を介して入力直流電圧Vin、及びトランスTに設けられた補助巻線n3と接続さ れると共に、補助電源電圧Vccがゲートドライブ回路45に送られている。The rectifying / smoothing unit 30 includes diodes 31a and 31b whose anodes are connected to the secondary winding n2, and snubber capacitors 32a and 32b which are connected between the anode and cathode terminals of the diodes 31a and 31b. is doing. The cathode terminals of the diodes 31a and 31b are butted against each other, and are stored in the smoothing capacitor 34 via the choke coil 33. The feedback circuit 40 divides the output voltage Vo by the voltage dividing resistors R41 and R42, and compares it with the reference voltage in the error amplifier / phase compensator 43 to obtain an error signal. The error signal is sent to the gate drive circuit 45 through the photocoupler 44 that insulates the primary side and the secondary side, and the switching control signal adjusted to reduce the error signal is fed back to the switching elements 12a and 12b. ing. The auxiliary power supply circuit 50 is connected to the input DC voltage Vin and the auxiliary winding n3 provided in the transformer T via the starting resistor R B , and the auxiliary power supply voltage Vcc is sent to the gate drive circuit 45.

【0005】 図4は補助電源回路50の回路図である。トランジスタQのベース端子には起 動抵抗RBを介して入力直流電圧Vinが印加されるとともに、ゼナーダイオード D52を介して補助巻線n3のコモンと接続されている。ダイオードD51はト ランジスタQのベース端子とコレクタ端子を接続するもので、コンデンサC52 に蓄電された電圧が入力直流電圧Vinよりも高いか否かでオンオフ動作をしてい る。コンデンサC51はトランジスタQのエミッタ出力端子に接続されたもので 、補助電源電圧Vccが負荷側に送られている。補助巻線n3には、ダイオードD 53とコンデンサC52の整流平滑化回路を有しており、トランジスタQのコレ クタ端子と接続されている。FIG. 4 is a circuit diagram of the auxiliary power supply circuit 50. The input DC voltage Vin is applied to the base terminal of the transistor Q via the starting resistance R B , and is also connected to the common of the auxiliary winding n3 via the Zener diode D52. The diode D51 connects the base terminal and the collector terminal of the transistor Q, and turns on and off depending on whether the voltage stored in the capacitor C52 is higher than the input DC voltage Vin. The capacitor C51 is connected to the emitter output terminal of the transistor Q, and the auxiliary power supply voltage Vcc is sent to the load side. The auxiliary winding n3 has a rectifying / smoothing circuit of a diode D53 and a capacitor C52, and is connected to the collector terminal of the transistor Q.

【0006】 図5は補助電源回路50の波形図で、(A)はコンデンサC51の電圧Vcc、 (B)は補助巻線n3の出力電圧の包絡線(エンベロープ)である。時刻T0で 電源が投入され、時刻T1でコンバータが起動し、時刻T2で補助電源回路50 に対する給電が起動抵抗RBから補助巻線n3に切り替わる。起動時の一次側制 御回路には、当初起動抵抗RBからスタンバイ電力を供給し、コンバータが動作 を開始した後はもっと電力を消費するので補助巻線n3より供給する。FIG. 5 is a waveform diagram of the auxiliary power supply circuit 50. (A) is the voltage Vcc of the capacitor C51, and (B) is the envelope of the output voltage of the auxiliary winding n3. The power is turned on at time T0, the converter is started at time T1, and the power supply to the auxiliary power supply circuit 50 is switched from the starting resistor R B to the auxiliary winding n3 at time T2. The primary side control circuit at startup is initially supplied with standby power from the startup resistor R B , and consumes more power after the converter starts operating, so it is supplied from the auxiliary winding n3.

【0007】[0007]

【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、従来回路によればT型回路20の共振動作が定常状態に達する までは補助巻線電圧がなかなか上昇せず、補助電源として必要な電圧値を発生す るまでに時間がかかる。そこで補助電源を早く立ち上げないと電圧Vccが低下し てコンバータが停止してしまうという課題があった。そこで、補助電源を早期に 立ち上げると、今度はソフトスタート時間が十分にとれず、起動時に出力電圧が オーバーシュートするという課題があった。また、補助巻線の巻数を増やすこと も考えられるが、電圧上昇は早くなるものの効率低下を招来し、必ずしも好まし いものではない。 However, according to the conventional circuit, the auxiliary winding voltage does not rise easily until the resonance operation of the T-type circuit 20 reaches a steady state, and it takes time to generate a voltage value required as an auxiliary power source. Therefore, there is a problem that the voltage Vcc decreases and the converter stops unless the auxiliary power supply is started up early. Therefore, if the auxiliary power supply was started up early, this time there was a problem that the soft start time could not be taken sufficiently and the output voltage overshooted at startup. It is also possible to increase the number of turns of the auxiliary winding, but the voltage rises faster, but this leads to a decrease in efficiency, which is not always desirable.

【0008】 本考案はこのような課題を解決したもので、一次側の補助電源の立ち上がりが 早く起動特性のよい電圧共振型スイッチング電源を提供することを目的とする。The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a voltage resonance type switching power supply in which the auxiliary power supply on the primary side starts up quickly and has good starting characteristics.

【0009】[0009]

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

このような目的を達成する本考案は、直列に接続され両端に直流電圧の印加さ れる分割用コンデンサ(11a,11b)と、この分割用コンデンサの直列回路と並列に 接続されると共に、2個直列に接続されたスイッチング素子(12a,12b)とを有す るハーフブリッジ部10と、このスイッチング素子の共通接続点に一端の接続さ れた第1のインダクタ(21)、一端がこの第1のインダクタの他端に接続される第 2のインダクタ(22)並びに一端がこの第1のインダクタの他端に接続されると共 に他端が当該分割用コンデンサの共通接続点に接続されるコンデンサ(23)を有す るT型回路20と、このT型回路の第2のインダクタの他端とコンデンサの他端 に一次巻線n1の装着されるトランスTと、このトランスの二次巻線に生ずるス イッチング信号を整流平滑化して直流電圧を負荷側に出力する整流平滑部30と 、この整流平滑部の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、この誤差電圧が小さく なる方向に前記スイッチング素子を駆動するスイッチング制御信号を送る帰還回 路40と、前記入力直流電圧と起動抵抗を介して接続され、前記第1のインダク タに巻かれた補助巻線と接続された補助電源回路50を有している。 そして、該補助電源回路は起動当初は起動抵抗より給電を受け、ハーフブリッ ジ部の動作開始後は該補助巻線より給電を受けて前記帰還回路に動作用電力(V cc)を送ることを特徴としている。 The present invention that achieves such an object is to connect two capacitors in series with the dividing capacitors (11a, 11b) connected in series and to which a DC voltage is applied to both ends, and the series circuit of the dividing capacitors. A half bridge portion 10 having switching elements (12a, 12b) connected in series, a first inductor (21) having one end connected to a common connection point of the switching elements, and one end having the first inductor (21). Second inductor (22) connected to the other end of the inductor, and a capacitor having one end connected to the other end of the first inductor and the other end connected to a common connection point of the dividing capacitors. T-type circuit 20 having (23), transformer T in which primary winding n1 is attached to the other end of the second inductor and the other end of the capacitor of this T-type circuit, and the secondary winding of this transformer Rectifying and smoothing the switching signal generated in And a rectifying / smoothing unit 30 that outputs a DC voltage to the load side, compares the output voltage of the rectifying / smoothing unit with a predetermined reference voltage, and sends a switching control signal for driving the switching element in a direction in which this error voltage decreases. It has a feedback circuit 40 and an auxiliary power supply circuit 50 connected to the input DC voltage via a starting resistor and connected to an auxiliary winding wound around the first inductor. Then, the auxiliary power supply circuit is supplied with power from the starting resistor at the beginning of start-up, and is supplied with power from the auxiliary winding after operation of the half bridge part to send operating power (V cc) to the feedback circuit. It has a feature.

【0010】[0010]

【作用】[Action]

従来の電圧共振型スイッチング電源において、補助電源回路用の補助巻線をT 型回路の第1のインダクタに装着している。これにより、ハーフブリッジ部でス イッチング動作が開始されれば、トランスに補助巻線が巻かれた場合よりも早期 に起動抵抗から補助巻線への給電にかわり、補助電源として好ましい。 In the conventional voltage resonance type switching power supply, the auxiliary winding for the auxiliary power supply circuit is attached to the first inductor of the T-type circuit. As a result, if the switching operation is started in the half bridge section, the power supply from the starting resistor to the auxiliary winding is replaced earlier than when the auxiliary winding is wound around the transformer, which is preferable as the auxiliary power supply.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

以下、図面を用いて本考案を詳細に説明する。図1は本考案の一実施例を示す 回路図である。尚、図1において前記図3と同一作用をするものには同一符号を つけ、説明を省略する。図において、補助巻線n4は電圧共振用インダクタ21 に巻かれている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. Incidentally, in FIG. 1, those having the same functions as those in FIG. In the figure, the auxiliary winding n4 is wound around the voltage resonance inductor 21.

【0012】 このように構成された装置の動作を次に説明する。図2は補助電源回路50の 波形図で、(A)はコンデンサC51の電圧Vcc、(B)は補助巻線n4の出力 電圧の正側エンベロープである。時刻T0で電源のスイッチをオンにすると、起 動抵抗RBよりコンデンサC51に電荷がチャージされる。コンデンサC51の エネルギにより、ゲートドライブ回路45のスタンバイ電力が供給される。コン デンサC51の電圧が所定電圧Vccに到達した後、時刻T1でハーフブリッジ部 10に対するスイッチング動作が開始される。すると、スイッチング素子(12a,1 2b)のドライブ電力等が必要となり、起動抵抗RBから供給される電力だけでは足 りなくなり、電圧Vccは直線的に低下する。この間に補助巻線n4電圧が上昇し 、必要な最低電圧Vcc'に到達した時刻T2から、補助電源回路50は補助巻線 n4より給電を受けて、電源全体が正常な動作を継続する。The operation of the device configured as described above will be described below. FIG. 2 is a waveform diagram of the auxiliary power supply circuit 50. (A) is the voltage Vcc of the capacitor C51, and (B) is the positive envelope of the output voltage of the auxiliary winding n4. When the switch of the power supply is turned on at time T0, electric charge is charged in the capacitor C51 by the starting resistance R B. The standby power of the gate drive circuit 45 is supplied by the energy of the capacitor C51. After the voltage of the capacitor C51 reaches the predetermined voltage Vcc, the switching operation for the half bridge unit 10 is started at time T1. Then, drive power for the switching elements (12a, 12b) or the like is required, and the power supplied from the starting resistor R B is not sufficient, and the voltage Vcc decreases linearly. During this period, the voltage of the auxiliary winding n4 rises, and from time T2 when the required minimum voltage Vcc 'is reached, the auxiliary power supply circuit 50 receives power from the auxiliary winding n4, and the entire power supply continues normal operation.

【0013】 起動時には、スイッチング周波数が高→低へと徐々に変動するように、ソフト スタートがかけられている。従って、ソフトスタート期間中は、T型回路の共振 周期よりも短いスイッチング周期となるため、補助共振用コンデンサ23の共振 ピーク電圧がなかなか大きくならない。従って、並列に接続されたトランスTの 電圧も低いため、トランスTに補助巻線n3を装着すると、補助電源電圧がなか なか増加しない。そこで、破線のようにソフトスタート期間を長くして時刻T4 まで設定すると、電圧Vccが制御ICの動作電圧よりも低下してしまい、時刻T 3でコンバータが停止することになる。At the time of startup, soft start is applied so that the switching frequency gradually changes from high to low. Therefore, during the soft start period, the switching cycle becomes shorter than the resonance cycle of the T-type circuit, so that the resonance peak voltage of the auxiliary resonance capacitor 23 does not increase easily. Therefore, since the voltage of the transformer T connected in parallel is also low, when the auxiliary winding n3 is attached to the transformer T, the auxiliary power supply voltage does not increase at all. Therefore, if the soft start period is extended and set up to time T4 as shown by the broken line, the voltage Vcc becomes lower than the operating voltage of the control IC, and the converter stops at time T3.

【0014】 他方、電圧共振用インダクタ21には少なくとも入力電圧Vin以上のピーク電 圧がかかるため、これに補助巻線n4を巻くとトランスTよりも大きな電圧が起 動直後より発生する。従って、電圧Vccの低下する期間(時刻T1〜時刻T2) が従来よりも短くなり、従ってソフトスタート期間を長く設定することができる 。On the other hand, since the peak voltage of at least the input voltage Vin or more is applied to the voltage resonance inductor 21, when the auxiliary winding n4 is wound around this, a voltage larger than that of the transformer T is generated immediately after starting. Therefore, the period during which the voltage Vcc decreases (time T1 to time T2) becomes shorter than before, and therefore the soft start period can be set longer.

【0015】[0015]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上説明したように、本考案によれば補助巻線を電圧共振用インダクタに巻い ているので、一次側の補助電源が従来よりも早く立ち上がるので、ソフトスター ト時間を十分確保できるとともに、起動時の出力電圧のオーバーシュートを抑え ることができるという実用上の効果がある。 As described above, according to the present invention, since the auxiliary winding is wound around the voltage resonance inductor, the auxiliary power supply on the primary side starts up faster than before, so that it is possible to secure a sufficient soft start time and start up. There is a practical effect that the overshoot of the output voltage can be suppressed.

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

【図1】本考案の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】補助電源回路50の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of an auxiliary power supply circuit 50.

【図3】従来装置の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional device.

【図4】補助電源回路50の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of an auxiliary power supply circuit 50.

【図5】補助電源回路50の動作説明図である。5 is an operation explanatory diagram of an auxiliary power supply circuit 50. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ハーフブリッジ部 20 T型回路 30 整流平滑部 40 帰還回路 50 補助電源回路 10 Half-bridge part 20 T-type circuit 30 Rectifying and smoothing part 40 Feedback circuit 50 Auxiliary power supply circuit

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】直列に接続され両端に直流電圧の印加され
る分割用コンデンサ(11a,11b)と、 この分割用コンデンサの直列回路と並列に接続されると
共に、2個直列に接続されたスイッチング素子(12a,12
b)とを有するハーフブリッジ部10と、 このスイッチング素子の共通接続点に一端の接続された
第1のインダクタ(21)、一端がこの第1のインダクタの
他端に接続される第2のインダクタ(22)並びに一端がこ
の第1のインダクタの他端に接続されると共に他端が当
該分割用コンデンサの共通接続点に接続されるコンデン
サ(23)を有するT型回路20と、 このT型回路の第2のインダクタの他端とコンデンサの
他端に一次巻線n1の装着されるトランスTと、 このトランスの二次巻線に生ずるスイッチング信号を整
流平滑化して直流電圧を負荷側に出力する整流平滑部3
0と、 この整流平滑部の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、
この誤差電圧が小さくなる方向に前記スイッチング素子
を駆動するスイッチング制御信号を送る帰還回路40
と、 前記入力直流電圧と起動抵抗を介して接続され、前記第
1のインダクタに巻かれた補助巻線と接続された補助電
源回路50を有し、 該補助電源回路は起動当初は起動抵抗より給電を受け、
ハーフブリッジ部の動作開始後は該補助巻線より給電を
受けて前記帰還回路に動作用電力(Vcc)を送ることを
特徴とする電圧共振型スイッチング電源。
1. Switching capacitors (11a, 11b) connected in series and having a DC voltage applied to both ends, and two switching capacitors connected in parallel with a series circuit of the dividing capacitors. Element (12a, 12
b) a half bridge portion 10 having a first inductor (21) having one end connected to a common connection point of the switching element, and a second inductor having one end connected to the other end of the first inductor (22) and a T-type circuit 20 having a capacitor (23) having one end connected to the other end of the first inductor and the other end connected to a common connection point of the dividing capacitors, and this T-type circuit , A transformer T having a primary winding n1 attached to the other end of the second inductor and the other end of the capacitor, and rectifying and smoothing the switching signal generated in the secondary winding of this transformer to output a DC voltage to the load side. Rectifying and smoothing unit 3
0, and compare the output voltage of this rectifying and smoothing unit with a predetermined reference voltage,
A feedback circuit 40 that sends a switching control signal for driving the switching element in the direction in which the error voltage decreases.
And an auxiliary power supply circuit 50 connected to the input DC voltage through a starting resistance and connected to an auxiliary winding wound around the first inductor, wherein the auxiliary power supply circuit has a starting resistance from the starting resistance. Received power,
A voltage resonance type switching power supply, characterized in that, after the operation of the half bridge section is started, power is supplied from the auxiliary winding and operation power (Vcc) is sent to the feedback circuit.
JP2006492U 1992-04-03 1992-04-03 Auxiliary power supply circuit for voltage resonance type switching power supply Pending JPH0580186U (en)

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