JPH06189545A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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Publication number
JPH06189545A
JPH06189545A JP35354792A JP35354792A JPH06189545A JP H06189545 A JPH06189545 A JP H06189545A JP 35354792 A JP35354792 A JP 35354792A JP 35354792 A JP35354792 A JP 35354792A JP H06189545 A JPH06189545 A JP H06189545A
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JP
Japan
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voltage
winding
transformer
capacitor
diode
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Application number
JP35354792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Nakahira
浩二 中平
Ryuta Tani
竜太 谷
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06189545A publication Critical patent/JPH06189545A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a switching power supply which can control drop of oscillation frequency under a heavy load condition. CONSTITUTION:A sub-coil 2d is provided in a transformer 2. Moreover, a resistor 34 connected in series to one end of the sub-coil 2d, a capacitor 36 connected between the resistor 34 and the other end of the sub-coil 2d, a diode 38 for selectively extracting a forward voltage V6 during the OFF period of a MOSFET 4 which is the voltage across the capacitor 36, and a switch circuit 40 which turns ON when a voltage extracted from the diode 38 exceeds a predetermined value and thereby forcedly turns on the MOSFET 4 are also provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自励かつフライバッ
ク方式(即ちRCC方式)のスイッチング電源装置に関
し、より具体的には、重負荷時に発振周波数が低下する
のを抑制する手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-excited and flyback type (that is, RCC type) switching power supply device, and more particularly to a means for suppressing a decrease in oscillation frequency under heavy load.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のスイッチング電源装置の従来例
を図6に示す。このスイッチング電源装置は、RCC方
式のものであり、トランス2の一次巻線2aにスイッチ
ング素子の一例であるMOSFET4を直列接続し、同
トランス2のバイアス巻線2cの出力を自励式の発振制
御回路6を介してこのMOSFET4のゲートに帰還さ
せて発振させ、MOSFET4のオフ時にトランス2内
の蓄積エネルギーを二次巻線2bから整流ダイオード2
6を介して直流出力として取り出すよう構成されてい
る。
2. Description of the Related Art A conventional example of this type of switching power supply device is shown in FIG. This switching power supply device is of the RCC system, in which a primary winding 2a of the transformer 2 is connected in series with a MOSFET 4 which is an example of a switching element, and the output of a bias winding 2c of the transformer 2 is a self-excited oscillation control circuit. The MOSFET 4 is oscillated by being fed back to the gate of the MOSFET 4 via 6, and the energy stored in the transformer 2 from the secondary winding 2b to the rectifying diode 2 when the MOSFET 4 is turned off.
It is configured to be taken out as a DC output via 6.

【0003】発振制御回路6は、種々の公知の回路が採
り得るが、この例では、バイアス巻線2cの一端側とM
OSFET4のゲート間に直列に挿入されたコンデンサ
14、抵抗16およびMOSFET4のゲートをグラウ
ンドにバイパスするように接続された制御トランジスタ
18を備えている。また、互いに直列接続された抵抗1
0およびコンデンサ12から成る時定数回路8をバイア
ス巻線2cの両端に接続し、このコンデンサ12の電圧
が制御トランジスタ18のベースに印加されるようにし
ている。更に、二次側の出力電圧V2 の定電圧制御用
に、バイアス巻線2cの一端側とコンデンサ12との間
にダイオード20およびフォトカプラ22(より具体的
にはそのフォトトランジスタ側)を接続している。24
は起動抵抗である。
As the oscillation control circuit 6, various known circuits can be adopted. In this example, one end of the bias winding 2c and M are used.
It comprises a capacitor 14 inserted in series between the gates of the OSFET 4, a resistor 16 and a control transistor 18 connected to bypass the gate of the MOSFET 4 to ground. Also, a resistor 1 connected in series with each other
A time constant circuit 8 composed of 0 and a capacitor 12 is connected across the bias winding 2c so that the voltage of the capacitor 12 is applied to the base of the control transistor 18. Furthermore, for constant voltage control of the output voltage V 2 on the secondary side, a diode 20 and a photocoupler 22 (more specifically, the phototransistor side thereof) are connected between one end of the bias winding 2c and the capacitor 12. is doing. 24
Is the starting resistance.

【0004】トランスの二次巻線2bには、整流ダイオ
ード26および出力電圧検出回路28が接続されてい
る。出力電圧検出回路28は、シャントレギュレータ3
0、出力電圧V2 を分圧してそれをシャントレギュレー
タ30の参照電圧端子へ供給する分圧抵抗32およびフ
ォトカプラ22を備えており、このシャントレギュレー
タ30で出力電圧V2 を基準電圧と比較してその差に応
じてフォトカプラ22のフォトダイオードを発光させ、
これによって一次側の発振制御回路6へフィードバック
をかけるようにしている。
A rectifier diode 26 and an output voltage detection circuit 28 are connected to the secondary winding 2b of the transformer. The output voltage detection circuit 28 uses the shunt regulator 3
0, an output voltage V 2 is divided, and a voltage dividing resistor 32 for supplying the divided voltage to the reference voltage terminal of the shunt regulator 30 and a photocoupler 22 are provided. The shunt regulator 30 compares the output voltage V 2 with a reference voltage. The photodiode of the photo coupler 22 is caused to emit light according to the difference,
Thereby, feedback is applied to the oscillation control circuit 6 on the primary side.

【0005】発振動作について説明すると、入力電圧V
1 が印加されると、それが起動抵抗24を通してMOS
FET4のゲートに印加され、MOSFET4が導通状
態になる。その結果、トランス2の一次巻線2aに電圧
が加わり、同時にバイアス巻線2cに電圧V3 が発生す
る。これがコンデンサ14および抵抗16を介してMO
SFET4のゲートに印加され、MOSFET4は急速
にオンする。このとき、トランス2の二次巻線2bの電
圧は整流ダイオード26に対して逆方向に加わるので、
二次巻線2bには電流が流れず、トランス2にエネルギ
ーが蓄積される。これと共に、時定数回路8を構成する
コンデンサ12に抵抗10を通して充電電流が流れ、制
御トランジスタ18のベース電位が徐々に上昇する。
Explaining the oscillation operation, the input voltage V
When 1 is applied, it passes through the starting resistor 24
Applied to the gate of FET4, MOSFET4 becomes conductive. As a result, a voltage is applied to the primary winding 2a of the transformer 2 and at the same time, a voltage V 3 is generated in the bias winding 2c. This is MO through the capacitor 14 and the resistor 16.
Applied to the gate of SFET4, MOSFET4 turns on rapidly. At this time, the voltage of the secondary winding 2b of the transformer 2 is applied in the opposite direction to the rectifier diode 26,
No current flows in the secondary winding 2b, and energy is stored in the transformer 2. At the same time, a charging current flows through the capacitor 12 forming the time constant circuit 8 through the resistor 10 and the base potential of the control transistor 18 gradually rises.

【0006】コンデンサ12の電圧が所定値に対して制
御トランジスタ18が導通し始めると、それによってM
OSFET4のゲートがグラウンドにバイパスされてM
OSFET4がオン状態を保てなくなり、一次巻線2a
の電圧が低下し、バイアス巻線2cの電圧V3 も低下す
る。これは正帰還であるため、MOSFET4は急速に
オフする。MOSFET4がオフすることにより、トラ
ンス2の蓄積エネルギーが二次巻線2bから整流ダイオ
ード26を通して出力側へ供給される。
When the voltage on the capacitor 12 begins to conduct for the control transistor 18 for a given value, this causes M
The gate of OSFET4 is bypassed to ground and M
The OSFET4 cannot be maintained in the ON state, and the primary winding 2a
Voltage decreases, and the voltage V 3 of the bias winding 2c also decreases. Since this is positive feedback, MOSFET 4 turns off rapidly. When the MOSFET 4 is turned off, the energy stored in the transformer 2 is supplied from the secondary winding 2b to the output side through the rectifying diode 26.

【0007】その後、蓄積エネルギーが放出し終わる
と、二次巻線2bにわずかに残された残留エネルギーに
よって、バイアス巻線2cに電圧V3 が発生し、再びM
OSFET4がオン状態となり、上記のような動作が繰
り返される。
After that, when the stored energy is completely discharged, a voltage V 3 is generated in the bias winding 2c due to the residual energy slightly left in the secondary winding 2b, and M is again generated.
The OSFET 4 is turned on, and the above operation is repeated.

【0008】出力電圧V2 の定電圧制御について説明す
ると、出力電圧V2 が規定値以上に上昇すると、シャン
トレギュレータ30およびフォトカプラ22のフォトダ
イオードに流れる電流が大きくなり、それに応じて同フ
ォトカプラ22のフォトトランジスタに流れる電流も大
きくなり、これによって発振制御回路6内のコンデンサ
12が早く充電されるので制御トランジスタ18が早く
導通してMOSFET4のゲートをグラウンドへバイパ
スさせ、その結果MOSFET4のオン期間が短くなっ
て出力電圧V2 が低下し、このようにして出力電圧V2
の定電圧制御が行われる。
[0008] Referring to the constant voltage control of the output voltage V 2, the output voltage V 2 rises above the specified value, the greater the current flowing through the photodiode of the shunt regulator 30 and the photocoupler 22, the photocoupler accordingly The current flowing in the phototransistor 22 also becomes large, which causes the capacitor 12 in the oscillation control circuit 6 to be charged quickly, so that the control transistor 18 is turned on quickly and the gate of the MOSFET 4 is bypassed to the ground. Becomes shorter and the output voltage V 2 drops. In this way, the output voltage V 2
Constant voltage control is performed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなRCC方
式のスイッチング電源装置は、一般的に、負荷が重くな
るほど発振周波数が低下するという特性を有している。
The RCC type switching power supply device as described above generally has a characteristic that the oscillation frequency decreases as the load increases.

【0010】これを詳述すると、発振周波数をf、その
周波数での入力電力をP、入力電圧をV1 、出力電圧を
2 、MOSFET4に流れるドレイン電流ID のピー
ク値をIDPとし、更にトランス2の一次巻線2aのイン
ダクタンスをLP 、一次巻線2aの巻数NP と二次巻線
2bの巻数NS との巻数比をN、トランス2のコアのA
L値をALとすると、
More specifically, the oscillation frequency is f, the input power at that frequency is P, the input voltage is V 1 , the output voltage is V 2 , and the peak value of the drain current I D flowing through the MOSFET 4 is I DP . Further, the inductance of the primary winding 2a of the transformer 2 is L P , the winding ratio of the winding number N P of the primary winding 2a and the winding number N S of the secondary winding 2b is N, and A of the core of the transformer 2 is A.
If the L value is AL,

【数1】 f=2P/(LPDP 2) =V12/(NV1+V2)(NP 2ALIDP) となり、ここで負荷によって変化するのはドレイン電流
D のピーク値IDPのみであり、負荷が重くなるとピー
ク値IDPは大きくなるため発振周波数fは必然的に下が
る。
## EQU1 ## f = 2P / (L P I DP 2 ) = V 1 V 2 / (N V 1 + V 2 ) (N P 2 ALI DP ) where the peak of the drain current I D changes depending on the load. the value I DP is only the peak value I DP that increase the oscillation frequency f as the load becomes heavier drops inevitably.

【0011】このように従来のRCC方式のスイッチン
グ電源装置では、負荷が重くなるほど発振周波数が低下
するため、低い周波数においても効率良く出力を出すた
めにはトランス2を大型化しなければならず、そのため
コストが嵩むと共に必要スペースが増大するという問題
がある。
As described above, in the conventional RCC type switching power supply device, the oscillation frequency decreases as the load becomes heavier. Therefore, the transformer 2 must be upsized in order to efficiently output an output even at a low frequency. There is a problem that the cost increases and the required space increases.

【0012】そこでこの発明は、重負荷時に発振周波数
が低下するのを抑制することができるようにしたスイッ
チング電源装置を提供することを主たる目的とする。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of suppressing a decrease in the oscillation frequency under heavy load.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のスイッチング電源装置は、前記トランス
に補助巻線を設け、更に、この補助巻線の一端側に直列
に接続された抵抗およびこの抵抗と同補助巻線の他端側
との間に接続されたコンデンサと、このコンデンサの両
端の電圧であって前記スイッチング素子がオフ期間中の
向きの電圧を選択的に取り出すダイオードと、このダイ
オードによって取り出される電圧が所定値以上になった
時にオンし、それによって前記スイッチング素子を強制
的にオンさせるスイッチ回路とを設けたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the switching power supply device of the present invention is provided with an auxiliary winding in the transformer, and a resistor and a resistor connected in series to one end of the auxiliary winding. A capacitor connected between this resistor and the other end of the auxiliary winding; and a diode for selectively extracting the voltage across the capacitor, which is the voltage in the OFF direction of the switching element. A switch circuit is provided, which is turned on when the voltage taken out by the diode exceeds a predetermined value, thereby forcibly turning on the switching element.

【0014】[0014]

【作用】上記構成によれば、スイッチング動作中は、補
助巻線の出力電圧によって、同補助巻線に接続された前
記抵抗を介してコンデンサに正逆両方向に繰り返し充電
される。このコンデンサの両端の電圧であってスイッチ
ング素子がオフ期間中の向きの電圧が前記ダイオードに
よって選択的に取り出される。従って、スイッチング素
子のオフ後ある一定の時間が経過すると、このダイオー
ドによって取り出される電圧が所定値以上になり、それ
によって前記スイッチ回路がオンして、スイッチング素
子が強制的にオンさせられる。スイッチング素子が強制
的にオンさせられることにより、スイッチング素子のオ
フ期間が短縮される。
According to the above construction, during the switching operation, the output voltage of the auxiliary winding repeatedly charges the capacitor in both the forward and reverse directions through the resistor connected to the auxiliary winding. The voltage across the capacitor, which is in the direction in which the switching element is off, is selectively taken out by the diode. Therefore, after a certain period of time elapses after the switching element is turned off, the voltage taken out by this diode becomes a predetermined value or more, whereby the switch circuit is turned on and the switching element is forcibly turned on. By forcibly turning on the switching element, the off period of the switching element is shortened.

【0015】また、スイッチング素子が強制的にオンさ
せられると、トランスの二次巻線の電圧の向きが反転す
るから、トランス内の蓄積エネルギーの二次巻線からの
流出が止む。そのぶん、一次巻線に流れる電流が台形状
に大きく立ち上がることになり、そのようになると、従
来の三角波形に比べて短時間でトランスに所要のエネル
ギーを蓄積することができるので、スイッチング素子の
オン期間も短くて済むようになる。
When the switching element is forcibly turned on, the voltage direction of the secondary winding of the transformer reverses, so that the stored energy in the transformer stops flowing out from the secondary winding. Therefore, the current flowing in the primary winding rises largely in a trapezoidal shape, and in such a case, the required energy can be accumulated in the transformer in a shorter time compared to the conventional triangular waveform, so the switching element The on period will also be short.

【0016】上記のような作用によって、負荷が重くな
っても、発振周波数が一定以下に下がるのを防止するこ
とができる。
With the above operation, it is possible to prevent the oscillation frequency from falling below a certain level even if the load becomes heavy.

【0017】[0017]

【実施例】図1は、この発明の一実施例に係るスイッチ
ング電源装置を示す回路図である。図6の従来例と同一
または相当する部分には同一符号を付し、以下において
は当該従来例との相違点を主に説明する。
1 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to an embodiment of the present invention. The same or corresponding portions as those of the conventional example in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the differences from the conventional example will be mainly described below.

【0018】この実施例においては、前記トランス2の
一次側に、その一次巻線2aと逆の巻き方向の、即ち二
次巻線2bと同じ巻き方向の補助巻線2dを更に設けて
いる。従ってこの補助巻線2dには、MOSFET4の
オン期間中は図1中に実線で示すような下向きの電圧V
4 が発生し、オフ期間中は図1中に破線で示すような上
向きの電圧V5 が発生する。
In this embodiment, an auxiliary winding 2d having a winding direction opposite to that of the primary winding 2a, that is, the same winding direction as that of the secondary winding 2b is further provided on the primary side of the transformer 2. Therefore, the auxiliary winding 2d has a downward voltage V as shown by a solid line in FIG.
4 occurs, and an upward voltage V 5 as indicated by a broken line in FIG. 1 is generated during the off period.

【0019】そして、この補助巻線2dの一端側(巻き
終わり側)に抵抗34を直列接続し、この抵抗34と補
助巻線2dの他端側との間にコンデンサ36を接続して
いる。また、この抵抗34とコンデンサ36の接続部に
ダイオード38のアノード側を接続している。MOSF
ET4のスイッチング動作中は、このコンデンサ36に
は正逆両方向に繰り返し充電されるが、ダイオード38
は、このコンデンサ36の両端の電圧であってMOSF
ET4がオフ期間中の向きの電圧、即ち図1中で上向き
の電圧V6 を選択的に取り出す。
A resistor 34 is serially connected to one end side (winding end side) of the auxiliary winding 2d, and a capacitor 36 is connected between the resistor 34 and the other end side of the auxiliary winding 2d. Further, the anode side of the diode 38 is connected to the connection portion of the resistor 34 and the capacitor 36. MOSF
During the switching operation of ET4, the capacitor 36 is repeatedly charged in both the forward and reverse directions, but the diode 38
Is the voltage across this capacitor 36 and is the MOSF
ET4 selectively takes out the voltage in the OFF direction, that is, the upward voltage V 6 in FIG.

【0020】このダイオード38のカソード側と補助巻
線2dの他端側間には、スイッチ回路40が設けられて
いる。このスイッチ回路40は、この例ではダイオード
38のカソード側と補助巻線2dの他端側との間に互い
に直列に接続されたバイアス用の抵抗42、44および
両抵抗42、44の接続部にベースが、ダイオード38
のカソードにエミッタがそれぞれ接続されたスイッチ用
のトランジスタ46を有しており、ダイオード38のカ
ソード側の電圧が所定値以上になるとトランジスタ46
のベースが所定以上にバイアスされてトランジスタ46
がオンし、ダイオード38のカソード側の電圧を出力す
る。このスイッチ回路40から出力される電圧は、この
例では逆阻止用のダイオード48を介してMOSFET
4のゲートに与えられ、それによって、それまでオフさ
れていたMOSFET4は強制的にオンさせられる。
A switch circuit 40 is provided between the cathode side of the diode 38 and the other end side of the auxiliary winding 2d. In this example, the switch circuit 40 has bias resistors 42 and 44 connected in series between the cathode side of the diode 38 and the other end side of the auxiliary winding 2d and a connection portion of the resistors 42 and 44. Base is diode 38
Has a switching transistor 46 having an emitter connected to the cathode of the transistor 46, and when the voltage on the cathode side of the diode 38 exceeds a predetermined value, the transistor 46 is turned on.
The base of the transistor is biased above a predetermined level
Turns on and outputs the voltage on the cathode side of the diode 38. In this example, the voltage output from the switch circuit 40 is MOSFET through the diode 48 for reverse blocking.
4 is applied to the gate of MOSFET 4, thereby forcing MOSFET 4, which was previously turned off, to turn on.

【0021】MOSFET4が上記のようにしてオンす
ると、前述したようにトランス2のバイアス巻線2cに
電圧V3 が発生し、後は発振制御回路6の働きによって
MOSFET4のオン状態が所定期間維持される。
When the MOSFET 4 is turned on as described above, the voltage V 3 is generated in the bias winding 2c of the transformer 2 as described above, and thereafter the operation of the oscillation control circuit 6 maintains the on state of the MOSFET 4 for a predetermined period. It

【0022】上記のような回路構成によってMOSFE
T4を強制的にオンさせるタイミングは、即ちMOSF
ET4がオフされた後に強制的にオンさせるまでの時間
T(図2参照)は、コンデンサ36の両端の電圧V6
立ち上がりの時定数を決める抵抗34およびコンデンサ
36の値、ならびに、抵抗42と44の比等によって調
整することができる。
With the circuit configuration as described above, the MOSFE
The timing for forcibly turning on T4 is
The time T (see FIG. 2) from when the ET4 is turned off until it is forcibly turned on is determined by the values of the resistor 34 and the capacitor 36 which determine the time constant of the rise of the voltage V 6 across the capacitor 36, and the resistor 42. It can be adjusted by the ratio of 44 or the like.

【0023】上記構成によれば、軽負荷時は、前述した
ようにRCC方式の特性として発振周波数は高くなるの
で、コンデンサ36にスイッチ回路40をオンさせるに
足りるだけの電圧が充電されることはなく、補助巻線2
d側の上記のような回路によってMOSFET4を強制
的にオンさせることは起こらない。即ち発振制御回路6
によって従来例と同様の発振制御が行われる。
According to the above construction, since the oscillation frequency becomes high as a characteristic of the RCC method when the load is light, the capacitor 36 is not charged with a voltage sufficient to turn on the switch circuit 40. Without auxiliary winding 2
It does not happen that the MOSFET 4 is forcibly turned on by the above circuit on the d side. That is, the oscillation control circuit 6
Thus, the same oscillation control as in the conventional example is performed.

【0024】重負荷に(即ち出力電流I2 が大きく)な
ると、発振制御回路6による制御だけでは、RCC方式
の特性として発振周波数が低下して来る。そして、MO
SFET4のオフ期間が上記時間Tよりも長くなろうと
すると、補助巻線2d側の上記のような回路によってM
OSFET4が強制的にオンさせられる。従ってMOS
FET4のオフ期間が短縮される。
When the load becomes heavy (that is, the output current I 2 becomes large), the oscillation frequency decreases as a characteristic of the RCC method only by the control by the oscillation control circuit 6. And MO
When the off period of the SFET4 is about to be longer than the time T, M is generated by the above-mentioned circuit on the auxiliary winding 2d side.
OSFET4 is forced on. Therefore MOS
The off period of the FET 4 is shortened.

【0025】また、MOSFET4が強制的にオンさせ
られると、トランス2の二次巻線2bの電圧の向きが反
転するから、トランス2内の蓄積エネルギーの二次巻線
2bからの流出が止む。そのぶん、トランス2の一次巻
線2aを経由してMOSFET4に流れるドレイン電流
D が台形状に大きく立ち上がることになり、そのよう
になると、従来の三角波形に比べて短時間でトランス2
に所要のエネルギーを蓄積することができるので、MO
SFET4のオン期間も短くて済むようになる。
When the MOSFET 4 is forcibly turned on, the direction of the voltage of the secondary winding 2b of the transformer 2 is reversed, so that the stored energy in the transformer 2 stops flowing out from the secondary winding 2b. Therefore, the drain current I D flowing in the MOSFET 4 via the primary winding 2a of the transformer 2 rises largely in a trapezoidal shape. In such a case, the transformer 2 can be formed in a shorter time than the conventional triangular waveform.
Since the required energy can be stored in the
The on period of the SFET4 can be shortened.

【0026】上記のような作用によって、負荷が重くな
っても、発振周波数が一定以下に下がるのを防止するこ
とができる。
With the above-described operation, it is possible to prevent the oscillation frequency from dropping below a certain level even if the load becomes heavy.

【0027】実験結果の一例を説明すると、出力電流I
2 を共に3Aとした場合、MOSFET4のドレイン電
流ID およびドレイン−ソース間電圧VDSの波形は、図
6に示した従来のスイッチング電源装置では図3に示す
ようになっており、発振周波数は約109KHzに低下
した。これに対してこの実施例のスイッチング電源装置
では、同波形は図2に示すようになっており、発振周波
数は約181KHzであり、低下が大幅に抑制されてい
るのが分かる。
An example of the experimental results will be described. The output current I
When both 2 are 3 A, the waveforms of the drain current I D and the drain-source voltage V DS of the MOSFET 4 are as shown in FIG. 3 in the conventional switching power supply device shown in FIG. 6, and the oscillation frequency is It fell to about 109 KHz. On the other hand, in the switching power supply device of this embodiment, the same waveform is as shown in FIG. 2, the oscillation frequency is about 181 KHz, and it can be seen that the decrease is greatly suppressed.

【0028】また、この図2および図3を比べれば分か
るように、同じ3Aの出力電流I2を供給するのに、こ
の実施例の方がドレイン電流ID のピーク値IDPが小さ
くなっている。これは、ドレイン電流ID が台形状に立
ち上がるからピーク値IDPがそれほど大きくなくてもト
ランス2に十分なエネルギーを蓄積することができるか
らであると考えられる。
Further, as can be seen by comparing FIG. 2 and FIG. 3, the peak value I DP of the drain current I D becomes smaller in this embodiment when the same output current I 2 of 3 A is supplied. There is. It is considered that this is because the drain current I D rises in a trapezoidal shape and sufficient energy can be accumulated in the transformer 2 even if the peak value I DP is not so large.

【0029】上記図2および図3は出力電流I2 が3A
の場合であるが、出力電流I2 を変化させた場合の発振
周波数fの変化およびドレイン電流ID のピーク値IDP
の変化のグラフを図4および図5にそれぞれ示す。
2 and 3, the output current I 2 is 3 A.
However, the change in the oscillation frequency f and the peak value I DP of the drain current I D when the output current I 2 is changed
Graphs of changes in the are shown in FIGS. 4 and 5, respectively.

【0030】図4から分かるように、従来例では出力電
流I2 の増大に伴って発振周波数が大きく低下している
のに対して、この実施例では出力電流I2 が約2A以上
で発振周波数はほぼ一定に抑えられている。
As can be seen from FIG. 4, in the conventional example, the oscillating frequency is greatly reduced as the output current I 2 is increased, whereas in this example, the oscillating frequency is obtained when the output current I 2 is about 2 A or more. Is kept almost constant.

【0031】また、図5から分かるように、従来例では
出力電流I2 の増大にほぼ直線的に比例してドレイン電
流ID のピーク値IDPが増大しているのに対して、この
実施例では同ピーク値IDPの増大が緩やかになってい
る。
Further, as can be seen from FIG. 5, in the conventional example, the peak value I DP of the drain current I D increases almost linearly with the increase of the output current I 2. In the example, the increase of the peak value I DP is gradual.

【0032】なお、トランス2に新たに設ける補助巻線
2dの巻き方向は、上記実施例のようにせずに一次巻線
2aと同方向にしても良く、その場合も補助巻線2dの
巻き終わり側に抵抗34、ダイオード38等がつながる
ようにすれば良い。
The winding direction of the auxiliary winding 2d newly provided in the transformer 2 may be the same as that of the primary winding 2a instead of the above-mentioned embodiment, and in this case, the winding end of the auxiliary winding 2d is finished. The resistor 34, the diode 38, etc. may be connected to the side.

【0033】また、スイッチング素子は、上記のような
MOSFET4の代わりにバイポーラトランジスタを用
いても良い。
Further, as the switching element, a bipolar transistor may be used instead of the MOSFET 4 as described above.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、上記の
ような補助巻線およびそれにつながる回路を設けたの
で、負荷が重くなっても、発振周波数が一定以下に下が
るのを防止することができる。その結果、小型のトラン
スでも効率が良くなるので、トランスを小型化すること
ができ、そのぶんコストおよびスペースを削減すること
ができる。
As described above, according to the present invention, since the auxiliary winding and the circuit connected thereto are provided, it is possible to prevent the oscillation frequency from dropping below a certain level even if the load becomes heavy. You can As a result, efficiency is improved even with a small transformer, so that the transformer can be downsized and the cost and space can be reduced accordingly.

【0035】また、同じ出力を出す場合でも、スイッチ
ング素子に流れる電流のピーク値を従来例に比べて小さ
くすることができるので、そのぶんスイッチング素子の
容量を小さくすることができ、低コスト化を図ることが
できる。
Further, even when the same output is produced, the peak value of the current flowing through the switching element can be made smaller than that of the conventional example, so that the capacity of the switching element can be made smaller and the cost can be reduced. Can be planned.

【0036】また、発振周波数が一定以下に下がらない
ため、発振周波数を全体的に低く設計しても効率低下が
少なく、その結果EMIノイズ(電磁妨害波)対策上も
有利になる。
Further, since the oscillation frequency does not drop below a certain value, the efficiency is not significantly reduced even if the oscillation frequency is designed to be low as a whole, and as a result, it is advantageous in terms of measures against EMI noise (electromagnetic interference).

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

【図1】この発明の一実施例に係るスイッチング電源装
置を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のスイッチング電源装置におけるドレイン
電流およびドレイン−ソース間電圧の波形の一例を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of waveforms of drain current and drain-source voltage in the switching power supply device of FIG.

【図3】図6の従来のスイッチング電源装置におけるド
レイン電流およびドレイン−ソース間電圧の波形の一例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of waveforms of drain current and drain-source voltage in the conventional switching power supply device of FIG.

【図4】出力電流と発振周波数との関係の一例を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a relationship between an output current and an oscillation frequency.

【図5】出力電流とドレイン電流のピーク値との関係の
一例を図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a relationship between an output current and a peak value of a drain current.

【図6】従来のスイッチング電源装置の一例を示す回路
図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a conventional switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 トランス 2a 一次巻線 2b 二次巻線 2c バイアス巻線 2d 補助巻線 4 MOSFET(スイッチング素子) 6 発振制御回路 34 抵抗 36 コンデンサ 38 ダイオード 40 スイッチ回路 2 transformer 2a primary winding 2b secondary winding 2c bias winding 2d auxiliary winding 4 MOSFET (switching element) 6 oscillation control circuit 34 resistance 36 capacitor 38 diode 40 switch circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次巻線、二次巻線およびバイアス巻線
を有するトランスと、このトランスの一次巻線に直列接
続されたスイッチング素子と、前記トランスのバイアス
巻線からの出力を用いてこのスイッチング素子のスイッ
チングを制御する自励式の発振制御回路とを備えるRC
C方式のスイッチング電源装置において、前記トランス
に補助巻線を設け、更に、この補助巻線の一端側に直列
に接続された抵抗およびこの抵抗と同補助巻線の他端側
との間に接続されたコンデンサと、このコンデンサの両
端の電圧であって前記スイッチング素子がオフ期間中の
向きの電圧を選択的に取り出すダイオードと、このダイ
オードによって取り出される電圧が所定値以上になった
時にオンし、それによって前記スイッチング素子を強制
的にオンさせるスイッチ回路とを設けたことを特徴とす
るスイッチング電源装置。
1. A transformer having a primary winding, a secondary winding and a bias winding, a switching element connected in series to the primary winding of the transformer, and an output from the bias winding of the transformer. RC provided with a self-excited oscillation control circuit for controlling switching of a switching element
In the C type switching power supply device, an auxiliary winding is provided on the transformer, and a resistor connected in series to one end of the auxiliary winding and a resistor connected between the resistor and the other end of the auxiliary winding. And a diode that selectively takes out the voltage across the capacitor, which is the voltage across the capacitor and is in the direction in which the switching element is in the off period, and turns on when the voltage taken out by this diode exceeds a predetermined value, A switching power supply device is provided with a switch circuit for forcibly turning on the switching element thereby.
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