JPH06205546A - Uninterruptible switching regulator - Google Patents

Uninterruptible switching regulator

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JPH06205546A
JPH06205546A JP4349261A JP34926192A JPH06205546A JP H06205546 A JPH06205546 A JP H06205546A JP 4349261 A JP4349261 A JP 4349261A JP 34926192 A JP34926192 A JP 34926192A JP H06205546 A JPH06205546 A JP H06205546A
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winding
tertiary
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high frequency
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Setsuo Sakai
節雄 酒井
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NIPPON PUROTEKUTAA HANBAI KK
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to provide the use as an uninterruptible power source or a cordless power source by prolonging holding time characteristics from second unit to minute unit. CONSTITUTION:A charge circuit and a discharge circuit of an electrical double layer capacitor or a secondary battery 15 are installed to the tertiary side of a high-frequency transformer 4. The charge circuit has the electrical double layer capacitor or the secondary battery 15 connected to a tertiary winding N3. The discharge circuit has a tertiary side switching device 19 which is connected to the tertiary winding N3 and operates in synchronization with a primary side switching device 6 through a PWM switching control circuit 7. When an output voltage of a rectifier circuit 3 is more than a predetermined level, the charge circuit operates, and when the output voltage is less than the predetermined level, the discharge circuit operates.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高力率で出力リップル
の少ないスイッチング方式直流安定化電源、停電対策を
必要とするコンピュータ関連機器の無停電直流安定化電
源、あるいは携帯用溶接機や電動工具等のAC入力コー
ドレス電源等に幅広く利用される無停電性スイッチング
レギュレータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching type DC stabilized power supply with a high power factor and a small output ripple, an uninterruptible DC stabilized power supply for computer-related equipment requiring countermeasures against power failure, or a portable welding machine or an electric motor. The present invention relates to an uninterruptible switching regulator that is widely used for AC input cordless power supplies for tools and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は従来のスイッチングレギュレータ
の概略回路図を示す。1次側には、交流電源1を高周波
ラインフィルタ2を介して整流する全波整流器3が設け
られるとともに、入力側平滑コンデンサ3aと、高周波
トンランス4の1次巻線N1と、高周波半導体スイッチ
ング素子である例えばFET(電界効果型トランジス
タ)6とからなる1次側回路が構成されている。FET
6のゲート端子はパルス幅変調(以下、PWMとい
う。)スイッチング制御回路7のゲート出力端子に接続
されている。一方、2次側には、高周波トランス4の2
次巻線N2と、高周波整流ダイオード8と、フライホィ
ールダイオード9と、チョークコイル10と、出力側平
滑コンデンサ11とから2次側回路が構成されている。
また、この2次側回路の出力端子には、出力電圧検出用
抵抗12及び分圧抵抗13が接続されるとともに、負荷
14の負荷回路が接続されている。前記出力電圧検出用
抵抗12と分圧抵抗13の間の分電圧はPWMスイッチ
ング制御回路7の出力電圧入力端子に接続されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a schematic circuit diagram of a conventional switching regulator. A full-wave rectifier 3 for rectifying the AC power supply 1 via a high-frequency line filter 2 is provided on the primary side, and an input-side smoothing capacitor 3a, a primary winding N 1 of a high-frequency transformer 4, a high-frequency semiconductor switching device are provided. A primary side circuit including an element such as an FET (Field Effect Transistor) 6 is configured. FET
The gate terminal of 6 is connected to the gate output terminal of a pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) switching control circuit 7. On the other hand, on the secondary side, 2
The secondary winding N 2 , the high frequency rectification diode 8, the flywheel diode 9, the choke coil 10, and the output side smoothing capacitor 11 constitute a secondary side circuit.
The output voltage detection resistor 12 and the voltage dividing resistor 13 are connected to the output terminal of the secondary side circuit, and the load circuit of the load 14 is connected to the output terminal. The divided voltage between the output voltage detecting resistor 12 and the voltage dividing resistor 13 is connected to the output voltage input terminal of the PWM switching control circuit 7.

【0003】このスイッチングレギュレータでは、交流
電源1より供給される交流が全波整流器3によって全波
整流され、入力側平滑コンデンサ3aによって平滑され
て、図9に示すようなリップル成分を含む直流電圧が発
生する。この直流電圧はFET6によりスイッチングさ
れて高周波パルス電圧となり、高周波トランス4により
所要電圧に変圧される。変圧された高周波パルス電圧は
高周波整流ダイオード8とフライホィールダイオード
9、チョークコイル10、出力側平滑コンデンサ11に
よって平滑されて、図10に示すような直流となる。
In this switching regulator, the alternating current supplied from the alternating-current power supply 1 is full-wave rectified by the full-wave rectifier 3 and smoothed by the input-side smoothing capacitor 3a to generate a DC voltage containing a ripple component as shown in FIG. Occur. This DC voltage is switched by the FET 6 to become a high frequency pulse voltage, which is transformed into a required voltage by the high frequency transformer 4. The transformed high frequency pulse voltage is smoothed by the high frequency rectifier diode 8, the flywheel diode 9, the choke coil 10 and the output side smoothing capacitor 11, and becomes a direct current as shown in FIG.

【0004】交流入力電圧及び負荷が一定であれば、1
次側高周波パルス電圧のパルス幅は一定であり、負荷に
は常に一定の直流電圧V0が供給される。しかし、交流
入力電圧又は負荷の変動に伴って出力電圧V0が変化し
ようとするので、PWMスイッチング制御回路7は出力
電圧検出用抵抗12と分圧抵抗13の間の分電圧によっ
て検出される電圧変化ΔVに応じてFET6へのパルス
信号のパルス幅を変調することにより、1次側高周波パ
ルス電圧のパルス幅を制御して出力電圧V0を一定にす
る。
If the AC input voltage and load are constant, 1
The pulse width of the secondary side high frequency pulse voltage is constant, and a constant DC voltage V 0 is always supplied to the load. However, since the output voltage V 0 tends to change with the change of the AC input voltage or the load, the PWM switching control circuit 7 detects the voltage detected by the divided voltage between the output voltage detecting resistor 12 and the voltage dividing resistor 13. By modulating the pulse width of the pulse signal to the FET 6 according to the change ΔV, the pulse width of the primary side high frequency pulse voltage is controlled to make the output voltage V 0 constant.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかながら、前記従来
のスイッチングレギュレータでは、入力用平滑コンデン
サ3aの両端に図9に示すようなリップル成分を含む直
流電圧が加わり、そのリップル部分を充電するのに電流
が集中する結果、交流入力電流は図9に示すような第
3,第5等の奇数高調波を多く含む非線形の波形とな
る。このため、入力配電線路にある変電所のトランスが
発熱したり、異常音が発生する等の高調波障害が近年問
題となってきた。この高周波障害は今や法的規制の対象
にならんとしている。
However, in the conventional switching regulator described above, a DC voltage including a ripple component as shown in FIG. 9 is applied to both ends of the input smoothing capacitor 3a to charge the ripple portion. As a result of the current concentration, the AC input current has a non-linear waveform including many odd harmonics such as third, fifth, etc. as shown in FIG. For this reason, harmonic interference such as heat generation in the transformer of the substation in the input power distribution line or generation of abnormal sound has become a problem in recent years. This high frequency interference is now subject to legal regulation.

【0006】また、出力電圧波形には、図10に示すよ
うに、入力側平滑コンデンサ3aの容量如何によってリ
ップル成分があらわれる。すなわち、入力側平滑コンデ
ンサ3aの容量が小さいフィルムコンデンサ等では破線
のような台形出力波形となり、電解コンデンサ等のよう
に容量が大きくなるに従って1点鎖線から実線で示すよ
うにリップル成分が少なくなってゆく。このような出力
電圧は、リップル成分が影響しないような負荷には問題
はないが、IC回路等には使用できない。
As shown in FIG. 10, a ripple component appears in the output voltage waveform depending on the capacity of the input side smoothing capacitor 3a. That is, a trapezoidal output waveform as shown by a broken line in a film capacitor or the like having a small capacity of the input-side smoothing capacitor 3a, and a ripple component becomes smaller as shown by a dashed line to a solid line as the capacity becomes larger like an electrolytic capacitor. go. Such an output voltage has no problem for a load in which the ripple component does not affect, but cannot be used for an IC circuit or the like.

【0007】通常、スイッチング電源においては、保持
時間特性として、交流電源が瞬時にOFFしてもある時
間(10〜20msec)以上の間、出力電圧を保持で
きることが要求される。しかし、たとえこのような秒単
位の保持時間特性を有していても、分単位で起こる停電
の場合は、出力電圧を保持できないため、別途バックア
ップ対策を設けなければならなかった。本発明は前述の
問題点を解消するとともに、保持時間特性を秒単位から
分単位に延ばせて、無停電性電源あるいはコードレス電
源として使用することができる無停電性スイッチングレ
ギュレータを提供することを目的とするものである。
Normally, in a switching power supply, it is required that the output voltage can be held for a certain time (10 to 20 msec) or more even if the AC power supply is instantly turned off, as a holding time characteristic. However, even if it has such a holding time characteristic in units of seconds, in the case of a power failure that occurs in units of minutes, the output voltage cannot be held, so a separate backup measure must be provided. It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide an uninterruptible switching regulator that can be used as an uninterruptible power supply or a cordless power supply by extending the holding time characteristic from seconds to minutes. To do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第1発明は、シングルフォワード型スイッチングレ
ギュレータであって、交流電源からの交流を整流する平
滑コンデンサを含まない整流回路と、該整流回路の出力
側に高周波トランスの1次巻線と1次側スイッチング素
子とを直列に接続し、当該1次側スイッチング素子によ
り1次側高周波パルス電圧を発生させる1次側回路と、
前記高周波トランスの2次巻線に整流,平滑回路を接続
し、負荷に直流出力電圧を供給する2次側回路と、前記
高周波トランスの3次巻線に電気二重層コンデンサ又は
2次電池とチョークコイルと高周波整流ダイオードとを
直列に接続した充電回路と、前記3次巻線の巻始め端と
巻終わり端又はその巻線の中途より引き出されたタップ
との間に、前記電気二重層コンデンサ又は2次電池と3
次側スイッチング素子とを直列に接続した放電回路と、
前記1次側スイッチング素子及び3次側スイッチング素
子に同期したパルス信号を出力してスイッチング動作を
行わせるとともに、前期2次側回路の出力電圧の変動に
応じて当該パルス信号のパルス幅を変調して1次側高周
波パルス電圧のパルス幅を制御するパルス幅変調スイッ
チング制御回路とを備え、前記整流回路の出力電圧が所
定のレベルを越えれば前記充電回路が動作し、前記所定
のレベルより下がれば前記放電回路が動作するようにし
ている。
In order to achieve the above object, a first invention is a single forward type switching regulator, which does not include a smoothing capacitor for rectifying an alternating current from an alternating current power source, and the rectifying circuit. A primary side circuit in which a primary winding of a high frequency transformer and a primary side switching element are connected in series to the output side of the primary side switching element, and a primary side high frequency pulse voltage is generated by the primary side switching element;
A rectification and smoothing circuit is connected to the secondary winding of the high frequency transformer, and a secondary side circuit that supplies a DC output voltage to a load, and an electric double layer capacitor or a secondary battery and a choke in the tertiary winding of the high frequency transformer. Between the charging circuit in which a coil and a high-frequency rectifying diode are connected in series, and between the winding start end and the winding end end of the tertiary winding or a tap drawn from the middle of the winding, the electric double layer capacitor or Secondary battery and 3
A discharge circuit in which a secondary switching element is connected in series,
A pulse signal synchronized with the primary side switching element and the tertiary side switching element is output to perform a switching operation, and the pulse width of the pulse signal is modulated according to the fluctuation of the output voltage of the secondary side circuit in the previous period. And a pulse width modulation switching control circuit for controlling the pulse width of the primary side high frequency pulse voltage. If the output voltage of the rectifier circuit exceeds a predetermined level, the charging circuit operates, and if it falls below the predetermined level. The discharge circuit is operated.

【0009】また、第2発明は、フライバック型スイッ
チングレギュレータであって、交流電源からの交流を整
流する平滑コンデンサを含まない整流回路と該整流回路
の出力側に高周波トランスの1次巻線と1次側スイッチ
ング素子とを直列に接続し、当該1次側スイッチング素
子により1次側高周波パルス電圧を発生させる1次側回
路と、前記高周波トランスの1次巻線と逆極性に巻回さ
れた2次巻線に整流,平滑回路を接続し、負荷に直流出
力電圧を供給する2次側回路と、前記高周波トランスの
1次巻線と逆極性に巻回された3次巻線に、電気二重層
コンデンサ又は2次電池と高周波整流ダイオードとを直
列に接続した充電回路と、前記3次巻線の巻始め端又は
その巻線の中途より引き出されたタップと巻終わり端と
の間に、前記電気二重層コンデンサ又は2次電池とチョ
ークコイルと3次側スイッチング素子とを直列に接続し
た放電回路と、前記1次側スイッチング素子及び3次側
スイッチング素子に同期したパルス信号を出力してスイ
ッチング動作を行わせるとともに、前記2次側回路の出
力電圧の変動に応じて当該パルス信号のパルス幅を変調
して1次側高周波パルス電圧のパルス幅を制御するパル
ス幅変調スイッチング制御回路とを備え、前記整流回路
の出力電圧が所定のレベルを越えれば前記充電回路が動
作し、前記所定のレベルより下がれば前記放電回路が動
作するようにしている。
A second invention is a flyback type switching regulator, which includes a rectifier circuit which does not include a smoothing capacitor for rectifying an alternating current from an alternating current power source, and a primary winding of a high frequency transformer on an output side of the rectifier circuit. The primary side switching element is connected in series, and the primary side circuit that generates the primary side high frequency pulse voltage by the primary side switching element and the primary winding of the high frequency transformer is wound in the opposite polarity. The secondary winding is connected to a rectification / smoothing circuit to supply a DC output voltage to the load, and the tertiary winding wound in the opposite polarity to the primary winding of the high frequency transformer is electrically connected. A charging circuit in which a double-layer capacitor or a secondary battery and a high-frequency rectifier diode are connected in series, and between a winding start end of the tertiary winding or a tap drawn from the middle of the winding and a winding end, The electricity A discharge circuit in which a multilayer capacitor or a secondary battery, a choke coil, and a tertiary side switching element are connected in series, and a pulse signal synchronized with the primary side switching element and the tertiary side switching element are output to perform a switching operation. And a pulse width modulation switching control circuit that controls the pulse width of the primary side high frequency pulse voltage by modulating the pulse width of the pulse signal according to the fluctuation of the output voltage of the secondary side circuit, When the output voltage of the circuit exceeds a predetermined level, the charging circuit operates, and when the output voltage falls below the predetermined level, the discharging circuit operates.

【0010】さらに、第3発明は、フルブリッジ型スイ
ッチングレギュレータであって、交流電源からの交流を
整流する平滑コンデンサを含まない整流回路と、該整流
回路の出力側に高周波トランスの1次巻線とブリッジ接
続された4個の1次側スイッチング素子とを直列に接続
し、当該1次側スイッチング素子により正負交番する1
次側高周波パルス電圧を発生させる1次側回路と、前記
高周波トランスの2次巻線に整流,平滑回路を接続し、
負荷に直流出力電圧を供給する2次側回路と、前記高周
波トランスの3次巻線に電気二重層コンデンサ又は2次
電池とチョークコイルとブリッジ接続された4個の高周
波整流ダイオードとを直列に接続した充電回路と、前記
3次巻線の巻始め端と前記電気二重層コンデンサ又は2
次電池のプラス極との間に、3次側第1スイッチング素
子を接続し、前記3次巻線の巻終わり端又はその巻線の
中途より引き出された第1タップと前記電気二重層コン
デンサ又は2次電池のマイナス極との間に、前記3次側
第1スイッチング素子と同期して動作する3次側第4ス
イッチング素子を直列に接続する一方、前記第3巻線の
巻終わり端と前記電気二重層コンデンサ又は2次電池の
プラス極との間に、3次側第2スイッチング素子を接続
し、前記3次巻線の巻始め端又はその巻線の中途より引
き出された第2タップと前記電気二重層コンデンサ又は
2次電池のマイナス極との間に、前記3次側第2スイッ
チング素子と同期して動作する3次側第3スイッチング
素子を直列に接続した放電回路と、前記1次側にブリッ
ジ接続された互いに対向する二つのスイッチング素子
と、前記3次側第1,第4スイッチング素子又は3次側
第2,第3スイッチング素子とに同期したパルス信号を
出力してスイッチング動作を行わせるとともに、前記2
次側回路の出力電圧の変動に応じて当該パルス信号のパ
ルス幅を変調して1次側高周波パルス電圧のパルス幅を
制御するパルス幅変調スイッチング制御回路とを備え、
前記整流回路の出力電圧が所定のレベルを越えれば前記
充電回路が動作し、前記所定のレベルより下がれば前記
放電回路が動作するようにしている。なお、前記各発明
に係るスイッチングレギュレータにおいて、整流回路に
平滑コンデンサを含めてもよい。
Further, a third invention is a full-bridge type switching regulator, which does not include a smoothing capacitor for rectifying an alternating current from an alternating current power source, and a primary winding of a high frequency transformer on an output side of the rectifying circuit. And four bridge-connected primary side switching elements are connected in series, and positive / negative alternating is performed by the primary side switching elements 1
A primary side circuit for generating a secondary side high frequency pulse voltage and a rectification / smoothing circuit connected to the secondary winding of the high frequency transformer,
A secondary side circuit for supplying a DC output voltage to a load and an electric double layer capacitor or a secondary battery and four high frequency rectifying diodes bridge-connected to a choke coil are connected in series to the tertiary winding of the high frequency transformer. Charging circuit, the winding start end of the tertiary winding and the electric double layer capacitor or 2
A third side first switching element is connected between the positive electrode of the secondary battery and the winding end of the tertiary winding or the first tap pulled out from the middle of the winding and the electric double layer capacitor or A third side fourth switching element that operates in synchronization with the third side first switching element is connected in series between the negative electrode of the secondary battery and the winding end end of the third winding. A secondary side second switching element is connected between the electric double layer capacitor or the positive pole of the secondary battery, and a second tap drawn from the winding start end of the tertiary winding or the middle of the winding. A discharge circuit in which a tertiary side third switching element that operates in synchronization with the tertiary side second switching element is connected in series between the electric double layer capacitor or the negative electrode of the secondary battery, and the primary circuit. Bridge-connected to each other And two switching elements that face, said tertiary first, fourth switching element or tertiary second, with causing the output to the switching operation of the pulse signal synchronized with a third switching element, the two
A pulse width modulation switching control circuit for controlling the pulse width of the primary side high frequency pulse voltage by modulating the pulse width of the pulse signal according to the fluctuation of the output voltage of the secondary side circuit,
When the output voltage of the rectifying circuit exceeds a predetermined level, the charging circuit operates, and when the output voltage falls below the predetermined level, the discharging circuit operates. In the switching regulator according to each of the above inventions, the rectifying circuit may include a smoothing capacitor.

【0011】[0011]

【作用】本発明に係るスイッチングレギュレータによれ
ば、交流電源より1次側に入力された交流は整流回路に
より全波正弦波に整流された後、1次側スイッチング素
子によりスイッチングされる。スイッチングにより発生
する高周波パルス電圧により、2次巻線及び3次巻線に
電圧が誘起される。2次巻線に誘起された電圧は、整
流,平滑回路を経て平滑な直流出力電圧となって負荷に
供給される。
According to the switching regulator of the present invention, the alternating current input to the primary side from the alternating current power source is rectified by the rectifying circuit into a full-wave sine wave and then switched by the primary side switching element. The high frequency pulse voltage generated by the switching induces a voltage in the secondary winding and the tertiary winding. The voltage induced in the secondary winding passes through a rectifying and smoothing circuit to become a smooth DC output voltage and is supplied to the load.

【0012】入力交流電圧すなわち整流回路の出力電圧
が所定のレベルを越える間は、3次巻線に電圧が誘起さ
れて充電回路が動作し、電気二重層コンデンサ又は2次
電池が充電される。また、整流回路の出力電圧が所定の
レベルより低い間、あるいは停電等により交流電源が断
たれたときは、3次巻線に誘起される電圧よりも電気二
重層コンデンサ又は2次電池の充電電圧が勝って放電回
路が動作する。電気二重層コンデンサ又は2次電池の充
電電圧は3次側スイッチング素子によりスイッチングさ
れて3次側高周波パルス電流となり、この3次側高周波
パルス電流により2次巻線に電圧が誘起され、負荷に直
流出力電圧が供給される。したがって、入力交流電圧が
所定のレベルより低くなっても、2次側回路の負荷端に
は、落ち込んだり、間欠することのない一定の直流出力
電圧が得られる。
While the input AC voltage, that is, the output voltage of the rectifying circuit, exceeds a predetermined level, a voltage is induced in the tertiary winding to operate the charging circuit and charge the electric double layer capacitor or the secondary battery. Also, while the output voltage of the rectifier circuit is lower than a predetermined level, or when the AC power supply is cut off due to a power failure or the like, the charging voltage of the electric double layer capacitor or the secondary battery is higher than the voltage induced in the tertiary winding. Wins and the discharge circuit operates. The charging voltage of the electric double layer capacitor or the secondary battery is switched by the switching element on the tertiary side to become the tertiary high frequency pulse current, and the voltage is induced in the secondary winding by this tertiary high frequency pulse current, and the direct current is applied to the load. Output voltage is supplied. Therefore, even if the input AC voltage becomes lower than a predetermined level, a constant DC output voltage that does not drop or is intermittent is obtained at the load end of the secondary side circuit.

【0013】[0013]

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。 (1)第1実施例 図1は、シングルフォワード型スイッチングレギュレー
タを示す概略回路図である。この回路では、図8に示す
従来のスイッチングレギュレータの1次側に高周波整流
ダイオード5が追加され、また入力側平滑コンデンサ3
aが除かれるとともに、新たに3次側回路が設けられた
以外は従来の回路と同一の構成であるので、従来の回路
と対応する部分には同一符号が付してある。3次側回路
は、電気二重層コンデンサ15の充電回路と放電回路と
からなる。なお、この電気2重層コンデンサ15に代え
て2次電池を用いてもよい。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. (1) First Embodiment FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a single forward type switching regulator. In this circuit, a high-frequency rectifier diode 5 is added to the primary side of the conventional switching regulator shown in FIG.
Since a has the same configuration as the conventional circuit except that a is removed and a third side circuit is newly provided, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the conventional circuit. The tertiary circuit is composed of a charging circuit and a discharging circuit for the electric double layer capacitor 15. A secondary battery may be used instead of the electric double layer capacitor 15.

【0014】充電回路は、3次巻線N3と電気二重層コ
ンデンサ15とチョークコイル16と高周波整流ダイオ
ード17とフライホィールダイオード18とからなって
いる。3次巻線N3は1次巻線N1と同極性に巻回されて
いる。電気二重層コンデンサ15のプラス極は3次巻線
3の巻始め端に接続され、マイナス極は平滑チョーク
16及び高周波整流ダイオード17を介して3次巻線N
3の巻終わり端に接続されている。フライホィールダイ
オード18はチョークコイル16と高周波ダイオード1
7のアノード側との中点と、3次巻線N3の巻始め端と
の間に設けられている。前記電気二重層コンデンサ15
は、ファラッド単位の容量で、電解コンデンサの103
〜106倍の容量を有するものである。この電気二重層
コンデンサ15は、実用性を考慮して2個直列に接続さ
れているが、これに限らず単数であってもよいし、3個
以上接続してもよい。
The charging circuit comprises a tertiary winding N 3 , an electric double layer capacitor 15, a choke coil 16, a high frequency rectifying diode 17 and a flywheel diode 18. The tertiary winding N 3 is wound with the same polarity as the primary winding N 1 . The positive pole of the electric double layer capacitor 15 is connected to the winding start end of the tertiary winding N 3 , and the negative pole is connected through the smoothing choke 16 and the high frequency rectifier diode 17 to the tertiary winding N 3.
It is connected to the end of winding 3 . The flywheel diode 18 includes a choke coil 16 and a high frequency diode 1.
It is provided between the midpoint of the anode 7 and the winding start end of the tertiary winding N 3 . The electric double layer capacitor 15
Is the capacitance in farads, which is 10 3 of the electrolytic capacitor.
It has a capacity of about 10 6 times. Two electric double layer capacitors 15 are connected in series in consideration of practicality, but the present invention is not limited to this, and a single unit or three or more units may be connected.

【0015】放電回路は、前記3次巻線N3及び電気二
重層コンデンサ15と、3次側FET19と、逆流阻止
ダイオード20とからなっている。3次側FET19の
ドレイン端子は逆流阻止ダイオード20を介して3次巻
線N3の巻終わり端又はその巻線の中途よりひきだされ
たタップTに接続され、ソース端子は電気二重層コンデ
ンサ15のマイナス極に接続され、ゲート端子は1次側
FET6のゲート端子とともにPWMスイッチング制御
回路7の出力端子Dに接続されている。これにより、3
次側FET19は1次側FET6と同期して高周波スイ
ッチング動作を行うようになっている。なお、前記逆流
阻止ダイオード20は省略することも可能である。
The discharge circuit comprises the tertiary winding N 3, the electric double layer capacitor 15, the tertiary FET 19 and the reverse current blocking diode 20. The drain terminal of the tertiary FET 19 is connected via the backflow blocking diode 20 to the winding end of the tertiary winding N 3 or to the tap T pulled out from the middle of the winding, and the source terminal thereof is the electric double layer capacitor 15 Of the primary side FET 6 and the output terminal D of the PWM switching control circuit 7 together with the gate terminal of the primary side FET 6. This makes 3
The secondary side FET 19 performs high frequency switching operation in synchronization with the primary side FET 6. The reverse current blocking diode 20 may be omitted.

【0016】以上の構成からなるスイッチングレギュレ
ータの動作を以下に説明する。交流電源1より供給され
る正弦波交流は、高周波ラインフィルター2を介して全
波整流器3により図2中Aに示す全波正弦波脈流波形に
整流され、高周波トランス4の1次側に供給される。全
波正弦波脈流は、1次巻線N1及び逆流阻止ダイオード
5を介して1次側FET6に通される。このFET6の
ゲート端子にはPWMスイッチング制御回路7から高周
波のスイッチングパルス信号が印加されているので、こ
のFET6により、全波正弦波電圧は直接スイッチング
(チョッピング)されて2次側へ出力される。このよう
に、脈流分の多い全波整流電圧を直接チョッピングする
ことをダイレクト高周波チョッピングという。
The operation of the switching regulator having the above configuration will be described below. The sinusoidal alternating current supplied from the AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 3 through the high-frequency line filter 2 into a full-wave sinusoidal pulsating waveform shown in A in FIG. 2 and supplied to the primary side of the high-frequency transformer 4. To be done. The full-wave sinusoidal pulsating current is passed through the primary winding N 1 and the reverse current blocking diode 5 to the primary side FET 6. Since a high frequency switching pulse signal is applied from the PWM switching control circuit 7 to the gate terminal of the FET 6, the full-wave sinusoidal voltage is directly switched (chopped) by the FET 6 and output to the secondary side. Direct chopping of the full-wave rectified voltage with a large amount of pulsating current is called direct high frequency chopping.

【0017】前記1次側FET6によりスイッチングさ
れた1次側の高周波パルス電圧は、高周波トランス4に
より変圧されて2次側に出力される。この2次側の高周
波パルス電圧は高周波整流ダイオード8によって再度直
流化され、さらにフライホィールダイオード9とチョー
クコイル10と出力側平滑コンデンサ11によって平滑
されて、負荷14に直流出力電圧V0が供給される。こ
こで、交流入力電圧又は負荷が変動して出力電圧V0
変化しようとすると、PWMスイッチング制御回路7は
抵抗12,13で検出される出力電圧を内部基準電圧と
比較し、出力電圧の変化に応じてFET6のゲート端子
へのパルス信号のパルス幅を変調する。これにより、1
次側高周波パスル電圧のパスル幅が変化して出力電圧は
一定のV0に維持される。このような、定電圧制御ある
いは定電流,定電力制御において、PWMスイッチング
制御回路7により1次側高周波パスル電圧のパスル幅を
制御可能な2次側出力電圧レベルV0に対応する1次側
電圧レベルを、以下スライスレベルという。
The high frequency pulse voltage on the primary side which is switched by the primary side FET 6 is transformed by the high frequency transformer 4 and output to the secondary side. The high-frequency pulse voltage on the secondary side is converted into a direct current again by the high-frequency rectifier diode 8, smoothed by the flywheel diode 9, the choke coil 10 and the output-side smoothing capacitor 11, and the direct-current output voltage V 0 is supplied to the load 14. It Here, when the AC input voltage or the load fluctuates and the output voltage V 0 changes, the PWM switching control circuit 7 compares the output voltage detected by the resistors 12 and 13 with the internal reference voltage, and changes the output voltage. The pulse width of the pulse signal to the gate terminal of the FET 6 is modulated in accordance with. This gives 1
The pulse width of the secondary high-frequency pulse voltage changes and the output voltage is maintained at a constant V 0 . In such constant voltage control or constant current / constant power control, the primary side voltage corresponding to the secondary side output voltage level V 0 for which the PWM switching control circuit 7 can control the pulse width of the primary side high frequency pulse voltage. The level is hereinafter referred to as a slice level.

【0018】さて、仮に3次側回路が無いとすれば、前
述したように、図2中Bに示す商用交流電源1の直流入
力電圧(50Hz又は60Hz)に同期した台形波状の
ハムリップルが現れ、負荷に支障を来す。このハムリッ
プルを無くそうとすれば、平滑コンデンサ11が極めて
大きくなるうえ、出力電圧の保持時間特性が得られなく
なる。本実施例では、電気二重層コンデンサ15の充電
回路と放電回路からなる3次側回路が設けられているの
で、ハムリップルが無くなり、長時間の保持特性が得ら
れる無停電性電源としての機能を有する。
If there is no tertiary circuit, as described above, a trapezoidal wave-shaped hum ripple that is synchronized with the DC input voltage (50 Hz or 60 Hz) of the commercial AC power source 1 shown in FIG. 2B appears. , Will hinder the load. In order to eliminate this hum ripple, the smoothing capacitor 11 becomes extremely large and the holding time characteristic of the output voltage cannot be obtained. In this embodiment, since the tertiary circuit including the charging circuit and the discharging circuit of the electric double layer capacitor 15 is provided, the hum ripple is eliminated, and the function as an uninterruptible power supply that can obtain the holding characteristic for a long time is obtained. Have.

【0019】以下、この3次側回路の動作を説明する。
整流器3の直流出力の脈流電圧のレベルが図2中Aで示
すようにスライスレベルSを越えている区間Pでは、1
次側FET6がONしている時の1次側回路に流れる電
流I1によって、図3に示すように、3次側回路に電圧
1が誘起されて3次巻線N3に図3中実線の矢印で示す
方向に電流I3が流れる。この電流I3がチョークコイル
16によって平滑された電流I4が電気二重層コンデン
サ15を充電する。なお、1次側FET6がONしてい
る時には、これに同期して3次側FET19もONして
いるが、電流I1によって誘起される電圧E1が電気二重
層コンデンサ15の充電電圧E4より高くて電気二重層
コンデンサ15が充電中であるため、ドレイン電流は極
めて微小で流れないに等しい状態である。したがって、
この時の3次側FET19は言わば空動作を行っている
にすぎない。この区間Pにおいて、以上のように3次側
回路が電気二重層コンデンサ15の充電を行なっている
間、1次側回路では整流器3の出力電圧によって2次側
に、図2中Cで示すように、出力電圧V0が供給され
る。
The operation of this tertiary circuit will be described below.
In the section P in which the level of the pulsating current voltage of the DC output of the rectifier 3 exceeds the slice level S as indicated by A in FIG.
As shown in FIG. 3, the voltage E 1 is induced in the tertiary side circuit by the current I 1 flowing in the primary side circuit when the secondary side FET 6 is ON, and the voltage E 1 is induced in the tertiary winding N 3 in FIG. The current I 3 flows in the direction indicated by the solid arrow. This current I 3 is smoothed by the choke coil 16 and the current I 4 charges the electric double layer capacitor 15. When the primary side FET 6 is on, the tertiary side FET 19 is also on in synchronization with this, but the voltage E 1 induced by the current I 1 is the charging voltage E 4 of the electric double layer capacitor 15. Since the electric double layer capacitor 15 is higher and the electric double layer capacitor 15 is being charged, the drain current is in a state of being extremely small and not flowing. Therefore,
The tertiary FET 19 at this time is, so to speak, merely performing an idle operation. In this section P, while the tertiary circuit charges the electric double layer capacitor 15 as described above, in the primary circuit, the output voltage of the rectifier 3 causes the secondary side on the secondary side, as shown by C in FIG. To the output voltage V 0 .

【0020】次に、整流器3の直流出力の脈流電圧のレ
ベルが図2中Aで示すようにスライスレベルSより低い
区間Qになると、あるいは停電により整流器3の直流出
力が得られなくなると、電気二重層コンデンサ15の充
電電圧E4が3次巻線N3の誘起電圧E1よりも相対的に
高くなる。このため、充電時に充電回路に流れていた電
流I3,I4が停止し、放電回路、すなわち電気二重層コ
ンデンサ15より3次巻線N3の巻始め端から中途タッ
プTまでの巻数N3′の部分を経由して逆流阻止ダイオ
ード20及び3次側FET19に放電電流I5が流れ
る。これにより、充電時には空動作していた3次側FE
T19は主動作に切り替わり、高周波スイッチング動作
を行う。放電電流I5が巻線N3′部分を流れることによ
り、2次側の2次巻線N2に電圧が誘起され、負荷14
に出力電流I7が流れ、図2中Dに示すように出力電圧
0が供給される。このように、区間Pにおいては整流
器3の出力電圧により、区間Qにおいては電気二重層コ
ンデンサ15の充電電圧により、それぞれ2次側に出力
電圧V0が供給され、結局、図2中Eで示すように、全
区間を通して一定の出力電圧V0が供給されることにな
る。
Next, when the level of the pulsating current voltage of the DC output of the rectifier 3 becomes a section Q lower than the slice level S as shown by A in FIG. 2, or when the DC output of the rectifier 3 cannot be obtained due to a power failure, The charging voltage E 4 of the electric double layer capacitor 15 becomes relatively higher than the induced voltage E 1 of the tertiary winding N 3 . Therefore, the currents I 3 and I 4 flowing in the charging circuit at the time of charging are stopped, and the number of turns N 3 from the winding start end of the tertiary winding N 3 to the halfway tap T from the discharging circuit, that is, the electric double layer capacitor 15. The discharge current I 5 flows through the reverse current blocking diode 20 and the tertiary side FET 19 via the part '. As a result, the FE on the tertiary side that was idle during charging
T19 switches to the main operation and performs high frequency switching operation. Since the discharge current I 5 flows through the winding N 3 ′, a voltage is induced in the secondary winding N 2 on the secondary side, and the load 14
An output current I 7 flows through the output current I 7 , and an output voltage V 0 is supplied as indicated by D in FIG. In this way, the output voltage V 0 is supplied to the secondary side by the output voltage of the rectifier 3 in the section P and by the charging voltage of the electric double layer capacitor 15 in the section Q, and as a result, indicated by E in FIG. Thus, the constant output voltage V 0 is supplied throughout the entire section.

【0021】この動作について、近似関係式を用いてさ
らに詳細に説明する。負荷14の両端電圧をV0とすれ
ば、V0とE4との間には次の関係式が成立する。
This operation will be described in more detail using an approximate relational expression. If the voltage across the load 14 is V 0 , the following relational expression holds between V 0 and E 4 .

【数1】V0=E4(N2/N3) また、E4は1次側FET6のスイッチング動作により
誘起される電圧E1との間で次の関係式が成立する。
## EQU1 ## V 0 = E 4 (N 2 / N 3 ) Further, E 4 and the voltage E 1 induced by the switching operation of the primary side FET 6 satisfy the following relational expression.

【数2】E4=E1(TON1/T) ここで、TON1/Tは、図4に示すように1次側FET
6のスイッチングON時間の周期Tに対するデューティ
比であり、TON1が定電圧、定電流、又は定電力制御の
制御範囲の中心点となるようにその値が定められてい
る。
[ Equation 2] E 4 = E 1 (T ON1 / T) where T ON1 / T is the primary side FET as shown in FIG.
6 is a duty ratio with respect to the cycle T of the switching ON time of 6, and its value is determined so that T ON1 becomes the center point of the control range of constant voltage, constant current, or constant power control.

【0022】説明の便宜上、逆流阻止ダイオード20及
び3次側FET19の電圧降下がないものとし、また3
次側FET19のデューティ比を1次側FET6と同様
にTON1/Tであるとすると、電気二重層コンデンサ1
5に充電された電圧E4がV0′を得るための入力電圧と
なるため、負荷14の両端電圧V0′は数式3で表され
る。なお、ここでは、説明の手順上、3次巻線N3に中
途タップTがなくて巻終わり端より逆流阻止ダイオード
20が接続されているとする。
For convenience of explanation, it is assumed that there is no voltage drop across the reverse current blocking diode 20 and the tertiary FET 19.
Assuming that the duty ratio of the secondary side FET 19 is T ON1 / T as in the primary side FET 6, the electric double layer capacitor 1
Since the voltage E 4 charged to 5 becomes the input voltage for obtaining V 0 ′, the voltage V 0 ′ across the load 14 is expressed by Equation 3. Note that, here, it is assumed that there is no intermediate tap T in the tertiary winding N 3 and the backflow prevention diode 20 is connected from the winding end end in the description procedure.

【数3】V0′=E4(TON1/T)(N2/N3) 従って、V0′はTON1/Tなるデューティ比分だけV0
より低い値となり、出力に落ち込みが生じることにな
る。
Equation 3] V 0 '= E 4 (T ON1 / T) (N 2 / N 3) Therefore, V 0' is T ON1 / T becomes a duty ratio amount corresponding V 0
It will be a lower value and the output will drop.

【0023】そこで、これを補正するために、第3巻線
3の途中よりタップTを引き出し、巻数N3′の部分を
設けると、N3′とN3との間には次の数式が成立する。
[0023] Therefore, in order to correct this, the following formula between pull the tap T from the middle of the third winding N 3, 'The provision of portions of, N 3' turns N 3 and N 3 Is established.

【数4】N3′=N3(TON1/T) 数式3のN3をこのN3′に変更すると、V0′は次数式
で表される。
## EQU4 ## N 3 ′ = N 3 (T ON1 / T) When N 3 in Expression 3 is changed to N 3 ′, V 0 ′ is represented by the following expression.

【数5】 V0′=E4(TON1/T)[N2/(N3ON1/T)] =E4(N2/N3) =V0 従って、V0′がV0となり、負荷の出力は変化しないこ
とになる。この結果、出力電圧の落ち込みがなくなる。
V 0 ′ = E 4 (T ON1 / T) [N 2 / (N 3 T ON1 / T)] = E 4 (N 2 / N 3 ) = V 0 Therefore, V 0 ′ is V 0 Therefore, the output of the load does not change. As a result, the output voltage does not drop.

【0024】以上のように、本実施例では、電気二重層
コンデンサ15が整流器3の出力側に通常接続される平
滑コンデンサの役割を果たし、かつ、大容量であるた
め、分単位の長時間の保持時間特性を有する。従って、
通常電力系統で起こり得る3分未満の瞬停に対して十分
に出力電圧を保持することができる。コンピュータ関連
機器においは、バックアップ電池を設けるよりも長寿命
であり、過充電,過放電等の配慮を必要とせず、安全な
電源装置となる。また、このように長時間の保持時間特
性を有するので、このスイッチングレギュレータは継続
してかつ頻繁には使用されない携帯用溶接機や電動工具
の電源装置として、充電時は急速充電が可能で、放電時
は長時間使用できるという特徴を利用することができ
る。すなわち、これらの本体を電源装置に対して着脱自
在にしておき、使用しないときは電源装置に接続し、使
用するときは電源装置から離脱してコードレス状態で作
業することができる。
As described above, in this embodiment, the electric double layer capacitor 15 functions as a smoothing capacitor normally connected to the output side of the rectifier 3 and has a large capacity. Has retention time characteristics. Therefore,
The output voltage can be sufficiently held against an instantaneous blackout of less than 3 minutes that may occur in the normal power system. A computer-related device has a longer life than a backup battery, does not require consideration of overcharging and overdischarging, and is a safe power supply device. Also, because it has such a long holding time characteristic, this switching regulator can be used as a power supply device for portable welding machines and electric tools that are not used frequently and continuously, and can be rapidly charged during charging and can be discharged. It is possible to take advantage of the fact that it can be used for a long time. That is, these main bodies can be attached to and detached from the power supply device, can be connected to the power supply device when not in use, can be detached from the power supply device when used, and can be operated in a cordless state.

【0025】(2)第2実施例 図5は、小容量の電源装置として用いられるフライバッ
ク型スイッチングレギュレータを示す概略回路図であ
る。同図において、簡略のためPWMスイッチング制御
回路は省略され、FET6,19はスイッチ表示されて
いる。第1実施例との主な相違点は、2次側回路を構成
する2次巻線N2及び3次側回路を構成する3次巻線N3
が1次巻線N1と逆極性に巻回されている点である。ま
た、2次側回路にはチョークコイル及びフライホィール
ダイオードが設けられておらず、3次側回路の電気二重
層コンデンサ15の充電回路にもチョークコイル及びフ
ライホィールダイオードが設けられていない。この替わ
り放電回路の逆流阻止ダイオード20とFET19の間
にチョークコイル21が設けられている。さらに、チョ
ークコイル21とFET19の間の中点はフライホィー
ルダイオード22を介して電気二重層コンデンサ15の
プラス極に接続され、チョークコイル21と逆流阻止ダ
イオードとの間の中点は還流回路用ダイオード23を介
して電気二重層コンデンサのマイナス極に接続されてい
る。 なお、前記逆流阻止ダイオード20は省略するこ
とができる。
(2) Second Embodiment FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a flyback type switching regulator used as a small-capacity power supply device. In the figure, the PWM switching control circuit is omitted for simplification, and the FETs 6 and 19 are switch-displayed. The main difference from the first embodiment is that the secondary winding N 2 forming the secondary side circuit and the tertiary winding N 3 forming the tertiary side circuit.
Is wound in the opposite polarity to the primary winding N 1 . The choke coil and the flywheel diode are not provided in the secondary circuit, and the choke coil and the flywheel diode are not provided in the charging circuit of the electric double layer capacitor 15 of the tertiary circuit. Instead, a choke coil 21 is provided between the reverse current blocking diode 20 and the FET 19 of the discharge circuit. Further, the midpoint between the choke coil 21 and the FET 19 is connected to the positive pole of the electric double layer capacitor 15 via the flywheel diode 22, and the midpoint between the choke coil 21 and the reverse current blocking diode is the diode for the return circuit. It is connected via 23 to the negative pole of the electric double layer capacitor. The reverse current blocking diode 20 can be omitted.

【0026】このフライバック型スイッチングレギュレ
ータの動作を以下に説明する。整流器3の出力電圧がス
ライスレベルSを越えている区間Pにおいて、1次側F
ET6がONの時、1次巻線N1を流れる励磁電流I1
よって高周波トランス4の鉄芯に磁気エネルギが蓄えら
れる。1次側FET6がOFFの時には、鉄芯に蓄えら
れた磁気エネルギは反転エネルギとして2次側及び3次
側に供給される。2次側に供給された反転エネルギによ
り2次巻線N2に電圧が誘起され、該電圧は高周波整流
ダイオード8及び平滑コンデンサ11を介して負荷14
に出力される。ここで、2次側回路にはI6の電流が流
れる。一方、3次側に供給された反転エネルギにより3
次巻線N3に電圧が誘起され、該電圧によって電気二重
層コンデンサ15が充電される。ここで、充電回路には
4の充電電流が高周波整流ダイオード17を介して流
れる。1次側FET6と同期して動作する3次側FET
19は前記実施例と同様空動作を行う。
The operation of this flyback type switching regulator will be described below. In the section P where the output voltage of the rectifier 3 exceeds the slice level S, the primary side F
When ET6 is ON, magnetic energy is stored in the iron core of the high frequency transformer 4 by the exciting current I 1 flowing through the primary winding N 1 . When the primary side FET 6 is OFF, the magnetic energy stored in the iron core is supplied as reversal energy to the secondary side and the tertiary side. A voltage is induced in the secondary winding N 2 by the inversion energy supplied to the secondary side, and the voltage is applied to the load 14 via the high frequency rectifier diode 8 and the smoothing capacitor 11.
Is output to. Here, the current I 6 flows through the secondary side circuit. On the other hand, due to the reversal energy supplied to the tertiary side, 3
A voltage is induced in the next winding N 3 , and the electric double layer capacitor 15 is charged by the voltage. Here, the charging current of I 4 flows through the charging circuit via the high frequency rectifier diode 17. A tertiary FET that operates in synchronization with the primary FET 6.
19 performs an idle operation as in the above-mentioned embodiment.

【0027】整流器3の出力電圧がスライスレベルSよ
り低い区間Qになり、あるいは停電等により交流電源が
切れると、電気二重層コンデンサ15に蓄えられた電圧
によって、I5の電流が3次巻線N3のタップTを経て逆
流阻止用ダイオード20及びチョークコイル21を介し
て流れ、3次側FET19によってスイッチングされ
る。この結果、2次巻線N2に電圧が誘起されて2次側
回路にI7の電流が流れ、負荷14に出力電圧が供給さ
れる。この出力電圧は、第1実施例で説明した通り、整
流器3の出力電圧がスライスレベルを越えている区間P
の出力電圧と同一である。このため、負荷14に供給さ
れる電圧は、落ち込みがなくなり、停電等により電源が
断たれても長時間一定電圧が保持される。
When the output voltage of the rectifier 3 is in the section Q lower than the slice level S, or when the AC power source is cut off due to a power failure or the like, the voltage stored in the electric double layer capacitor 15 causes the current I 5 to turn into the tertiary winding. It flows through the backflow blocking diode 20 and the choke coil 21 through the tap T of N 3 , and is switched by the tertiary FET 19. As a result, a voltage is induced in the secondary winding N 2 , a current I 7 flows in the secondary side circuit, and the output voltage is supplied to the load 14. This output voltage is, as described in the first embodiment, a section P in which the output voltage of the rectifier 3 exceeds the slice level.
Is the same as the output voltage of. Therefore, the voltage supplied to the load 14 does not drop, and is maintained at a constant voltage for a long time even if the power is cut off due to a power failure or the like.

【0028】この区間Qでの特徴は、放電回路のチョー
クコイル21が、2次巻線N2側の整流回路のチョーク
インプット方式平滑回路のインダクタンスと等価的な役
割を担い、出力側平滑コンデンサ11に過大な電流が流
れるのを防止すると同時に、3次側FET19の突入電
流による負担を緩和することである。また、他の特徴
は、放電回路が動作しているときの3次側FET19が
シングルフォーワード型のスイッチング動作を行うこと
である。さらに、他の特徴は、3次側FET19がOF
Fのときにチョークコイル21の反転エネルギーがフラ
イホィールダイオード22を介して電気二重層コンデン
サ15に戻され、ダイオード23を介してチョークコイ
ル21に還流する点である。
The characteristic in this section Q is that the choke coil 21 of the discharge circuit plays a role equivalent to the inductance of the choke input type smoothing circuit of the rectification circuit on the secondary winding N 2 side, and the output side smoothing capacitor 11 This is to prevent an excessive current from flowing into the device, and at the same time, alleviate the burden of the inrush current of the tertiary side FET 19. Another feature is that the tertiary side FET 19 performs a single forward type switching operation when the discharge circuit is operating. Furthermore, another feature is that the third side FET 19 is OF
In the case of F, the inversion energy of the choke coil 21 is returned to the electric double layer capacitor 15 via the flywheel diode 22 and is returned to the choke coil 21 via the diode 23.

【0029】(3)第3実施例 図6は、通常大容量の電源装置に用いられるブリッジ型
スイッチングレギュレータの概略回路図である。同図に
おいては、簡略のため、前記第2実施例と同様に、FE
T6a〜6d,19a〜19dはスイッチ表示され、パ
ルス幅変調スイッチング制御回路は省略されている。こ
のブリッジ型スイッチングレギュレータでは、1次側回
路に4個のFET6a〜6dがブリッジ接続され、隣接
する第1FET6a及び第2FET6bにそれぞれ逆流
阻止ダイオード5a,5bが直列に接続されている。一
方の対向する第1FET6aと第4FET6dは同期し
て動作し、他方の対向する第2FET6bと第3FET
6cは同期して動作するが、第1FET6a及び第4F
ET6dとは逆位相で動作するようになっている。
(3) Third Embodiment FIG. 6 is a schematic circuit diagram of a bridge type switching regulator normally used in a large capacity power supply device. In the figure, for simplification, as in the second embodiment, the FE
T6a to 6d and 19a to 19d are switch-displayed, and the pulse width modulation switching control circuit is omitted. In this bridge type switching regulator, four FETs 6a to 6d are bridge-connected to the primary side circuit, and backflow prevention diodes 5a and 5b are connected in series to the adjacent first FET 6a and second FET 6b, respectively. One opposing first FET 6a and fourth FET 6d operate in synchronization, and the other opposing second FET 6b and third FET 6d
6c operates synchronously, but the first FET 6a and the fourth F
It operates in a phase opposite to that of ET6d.

【0030】2次側回路の2次巻線N2の巻始め端と巻
終わり端はそれぞれ高周波整流ダイオード8a,8bの
アノードに接続され、各高周波ダイオード8a,8bの
カソードは点Pにおいて互いに結線されている。そし
て、この結線点Pと2次巻線の中途タップTとの間に、
第1実施例と同様に、整流,平滑回路が形成されてい
る。なお、中途タップTを設けずに、4個の高周波整流
ダイオードを1次側と同様にブリッジ接続するようにし
てもよい。
The winding start end and winding end of the secondary winding N 2 of the secondary side circuit are connected to the anodes of the high frequency rectifier diodes 8a and 8b, respectively, and the cathodes of the high frequency diodes 8a and 8b are connected to each other at a point P. Has been done. Then, between this connection point P and the midway tap T of the secondary winding,
Similar to the first embodiment, a rectifying / smoothing circuit is formed. Note that the four high-frequency rectifier diodes may be bridge-connected like the primary side without providing the intermediate tap T.

【0031】3次側回路の充電回路は、電気二重層コン
デンサ15と、チョークコイル16とブリッジ接続され
た4個の高周波整流ダイオード17a〜17dとからな
っている。第1高周波整流ダイオード17aと第3高周
波整流ダイオード17cの中点は3次巻線N3の巻始め
端に接続され、第2高周波整流ダイオード17bと第4
高周波整流ダイオード17dの中点は3次巻線N3の巻
終わり端に接続されている。第1,第2高周波整流ダイ
オード17a,17bのカソードは電気二重層コンデン
サ15のプラス極に接続され、電気二重層コンデンサ1
5のマイナス極はチョークコイル16を介して第3,第
4高周波整流ダイオード17c,17dのアノードに接
続されている。
The charging circuit of the tertiary side circuit comprises an electric double layer capacitor 15 and four high frequency rectifying diodes 17a to 17d bridged with the choke coil 16. The midpoint of the first high-frequency rectifier diode 17a and the third high-frequency rectifier diode 17c is connected to the winding start end of the tertiary winding N 3 , and the second high-frequency rectifier diode 17b and the fourth high-frequency rectifier diode 17b are connected.
The middle point of the high frequency rectifier diode 17d is connected to the winding end of the tertiary winding N 3 . The cathodes of the first and second high frequency rectifier diodes 17a and 17b are connected to the positive pole of the electric double layer capacitor 15, and the electric double layer capacitor 1
The negative pole of No. 5 is connected to the anodes of the third and fourth high frequency rectifier diodes 17c and 17d via the choke coil 16.

【0032】3次側回路の放電回路は、前記電気二重層
コンデンサ15と、2個の逆流素子用ダイオード20
a,20bと、4個の3次側FET19a〜19dとか
らなっている。電気二重層コンデンサ15のプラス極
は、第1FET19aを介して3次巻線N3の巻始め端
に接続されるとともに、第2FET19bを介して3次
巻線N3の巻終わり端に接続されている。電気二重層コ
ンデンサ15のマイナス極は、第4FET19d及び第
1逆流阻止ダイオード20aを介して第3巻線Nの巻
終わり端寄りの中途タップTに接続されるとともに、
第3FET19c及び第2逆流阻止ダイオード20bを
介して第3巻線N3の巻始め端寄りの中途タップT2に接
続されている。前記3次側第1,第4FET19a,1
9dは前記1次側回路の第1,第4FET6a,6dと
同期して動作し、3次側第2,第3FET19b,19
cは前記1次側回路の第2,第3FET6b,6cと同
期し、かつ3次側第1,第4FET19a,19dと逆
位相で動作するようになっている。なお、前記第1,第
2逆流阻止ダイオード20a,20bは省略することガ
できる。
The discharge circuit of the tertiary side circuit includes the electric double layer capacitor 15 and two reverse current element diodes 20.
a and 20b and four tertiary FETs 19a to 19d. Positive pole of the electric double layer capacitor 15 is connected to the winding start end of the tertiary winding N 3 via the first 1FET19a, connected to the winding end of the tertiary winding N 3 via the first 2FET19b There is. The negative pole of the electric double layer capacitor 15 is connected to the midway tap T 1 near the winding end of the third winding N 3 via the fourth FET 19d and the first reverse current blocking diode 20a, and
It is connected to a midway tap T 2 near the winding start end of the third winding N 3 via the third FET 19c and the second reverse current blocking diode 20b. The third side first and fourth FETs 19a, 1
9d operates in synchronism with the first and fourth FETs 6a and 6d of the primary side circuit, and the third and second FETs 19b and 19d.
c is synchronized with the second and third FETs 6b and 6c of the primary side circuit and operates in a phase opposite to that of the third side first and fourth FETs 19a and 19d. The first and second backflow prevention diodes 20a and 20b can be omitted.

【0033】以下、このブリッジ型スイッチングレギュ
レータの動作を説明する。整流器3の出力電圧がスライ
スレベルSを越えている区間Pでは、1次側回路の第
1,第4FET6a,6dがONすると、1次巻線N1
にI1の正方向の電流が流れる。次に、1次側回路の第
1,第4FET6a,6dがOFFして第2,第3FE
T6b,6cがONすると、1次巻線にI1′の負の電
流が流れる。このように、1次巻線N1に正負の電流
1,I1′が交互に流れる。1次巻線N1に正の電流I1
が流れると、2次巻線N2の巻始め端と中途タップTの
間に電圧が誘起され、同時に3次巻線N3にも電圧が誘
起される。2次巻線N2に誘起された電圧により、2次
側回路にI6の電流が流れて負荷14に出力電圧が供給
される。3次巻線N3に誘起された電圧により、電気二
重層コンデンサ15にI4の充電電流がチョークコイル
16及び第1,第4高周波整流ダイオード17a,17
dを介して流れ、電気二重層コンデンサ15が充電され
る。
The operation of this bridge type switching regulator will be described below. In the section P in which the output voltage of the rectifier 3 exceeds the slice level S, when the first and fourth FETs 6a and 6d of the primary side circuit are turned on, the primary winding N 1
The current in the positive direction of I 1 flows through. Next, the first and fourth FETs 6a and 6d of the primary side circuit are turned off and the second and third FEs are turned on.
T6b, 6c is turned ON, a negative current flows I 1 'to the primary winding. In this way, positive and negative currents I 1 and I 1 ′ alternately flow through the primary winding N 1 . The primary winding N positive current I 1 to 1
Flows, a voltage is induced between the winding start end of the secondary winding N 2 and the midway tap T, and at the same time, a voltage is induced in the tertiary winding N 3 . Due to the voltage induced in the secondary winding N 2 , a current I 6 flows in the secondary side circuit and the output voltage is supplied to the load 14. Due to the voltage induced in the tertiary winding N 3 , the charging current of I 4 is supplied to the electric double layer capacitor 15 by the choke coil 16 and the first and fourth high frequency rectifying diodes 17a, 17.
The electric double layer capacitor 15 is charged by flowing through d.

【0034】また、1次巻線に負の電流I1′が流れる
と、2次巻線N2の中途タップTと巻終わり端の間に逆
電圧が誘起され、同時に3次巻線N3にも逆電圧が誘起
される。2次巻線N2に誘起された逆電圧により、2次
側回路にI6′の電流が流れて負荷に出力電圧が供給さ
れる。3次巻線N3に誘起された電圧により、電気二重
層コンデンサ15にI4′の充電電流がチョークコイル
16及び第2,第3高周波整流ダイオード17b,17
cを介して流れ、電気二重層コンデンサ15が充電され
る。なお、この区間Pにおいては、3次側第1〜第4F
ET19a〜19dは、前記第1実施例と同様に空動作
を行っている。
When a negative current I 1 ′ flows through the primary winding, a reverse voltage is induced between the midway tap T of the secondary winding N 2 and the end of the winding, and at the same time, the tertiary winding N 3 ′. Also, a reverse voltage is induced. Due to the reverse voltage induced in the secondary winding N 2 , a current I 6 ′ flows in the secondary side circuit and the output voltage is supplied to the load. Due to the voltage induced in the tertiary winding N 3 , the charging current of I 4 ′ is applied to the electric double layer capacitor 15 by the choke coil 16 and the second and third high frequency rectifier diodes 17b, 17.
The electric double layer capacitor 15 is charged by flowing through c. In addition, in this section P, the tertiary side first to fourth floors
The ETs 19a to 19d are idling similarly to the first embodiment.

【0035】整流器の出力電圧がスライスレベルSより
低い区間Qになり、あるいは停電等により交流電源が断
たれた場合、3次側第1〜第4FET19a〜19dは
空動作から主動作に切り替わる。すなわち、この第1,
第4FET19a,19dによって、電気二重層コンデ
ンサ15から3次巻線N3の巻始め端と第1中途タップ
1の間の部分を経て第1逆流阻止用ダイオード20a
を介して流れるI5なる正の電流がスイッチングされ
る。また、この第1,第4FET19a,19dと逆位
相の関係で動作する第2,第3FET19b,19cに
より、電気二重層コンデンサ15から3次巻線N3の巻
終わり端と第2中途タップT2の間の部分を経て第2逆
流阻止用ダイオード20bを介して流れるI5′なる負
の電流がスイッチングされる。
When the output voltage of the rectifier is in the section Q lower than the slice level S or when the AC power source is cut off due to a power failure or the like, the third side first to fourth FETs 19a to 19d are switched from the idle operation to the main operation. That is, this first,
The 4FET19a, 19d by an electric double layer winding of third winding N 3 from the capacitor 15 start end and a first reverse-blocking diode 20a through a portion between the first middle tap T 1
A positive current, I 5, flowing through is switched. Further, by the second and third FETs 19b and 19c which operate in the opposite phase to the first and fourth FETs 19a and 19d, the electric double layer capacitor 15 ends the winding end of the tertiary winding N 3 and the second halfway tap T 2. The negative current I 5 ′ flowing through the second reverse current blocking diode 20b through the portion between is switched.

【0036】このように、3次巻線N3に正負の電流
5,I5′が流れる結果、2次巻線N2に電圧が誘起さ
れて2次側回路にI7,I7′の電流が流れ、負荷14に
出力電圧が供給される。この出力電圧は、第1実施例で
説明した通り、整流器3の出力電圧がスライスレベルS
を越えている区間Pの出力電圧と同一である。このた
め、負荷14に供給される電圧は、落ち込みがなく、停
電等により電源が断たれても長時間一定電圧が保持され
る。
[0036] Thus, the third winding N 3 positive and negative current I 5 in, I 5 'flows result, I 7 is a voltage in the secondary winding N 2 is induced in the secondary circuit, I 7' Current flows and the output voltage is supplied to the load 14. As described in the first embodiment, the output voltage of the rectifier 3 is the slice level S.
It is the same as the output voltage of the section P that exceeds the range. Therefore, the voltage supplied to the load 14 does not drop, and is maintained at a constant voltage for a long time even if the power is cut off due to a power failure or the like.

【0037】(4)その他の実施例 以上の各実施例において、整流器3に入力側平滑コンデ
ンサを含めても、各スイッチングレギュレータは有効に
動作する。この場合、入力側平滑コンデンサの出力は、
図2中Aで示すような全波正弦波形ではなく、図7に示
すような若干のリップルを含む平滑な波形になる。この
ため、通常の動作中においてはスライスレベルSより低
くなる区間は存在せず、3次側回路の電気二重奏コンデ
ンサ15から2次側に出力電圧は供給されない。しか
し、交流入力電圧が大幅に変動したり、停電等による交
流入力電圧が断たれて整流器3の出力電圧がスライスレ
ベルSを下回った場合には、3次側回路の電気二重層コ
ンデンサ15より2次側に出力電圧が供給される。
(4) Other Embodiments In each of the above embodiments, each switching regulator operates effectively even if the rectifier 3 includes an input side smoothing capacitor. In this case, the output of the input side smoothing capacitor is
The waveform is not a full-wave sine waveform as indicated by A in FIG. 2, but a smooth waveform including some ripples as shown in FIG. Therefore, during normal operation, there is no section where the level is lower than the slice level S, and the output voltage is not supplied from the electric duograph capacitor 15 of the tertiary side circuit to the secondary side. However, when the AC input voltage fluctuates significantly or the AC input voltage is cut off due to a power failure or the like, and the output voltage of the rectifier 3 falls below the slice level S, the electric double layer capacitor 15 of the tertiary side circuit outputs 2 The output voltage is supplied to the secondary side.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば以下の効果を有する。入力交流電圧すなわち整
流回路の出力電圧が所定のレベルを越える間はその整流
回路の出力電圧によって負荷に直流出力電圧が供給さ
れ、所定のレベルより低くなると3次側回路のファラッ
ド単位の大容量の電気二重層コンデンサ又は2次電池の
充電電圧によって負荷に直流出力電圧が供給されるの
で、入力交流電圧が低下しても、落ち込みのない一定の
直流出力電圧が得られ、保持時間特性が秒単位から分単
位に拡大される。このため、停電等により分単位で交流
電源が断たれても一定の出力電圧を供給することがで
き、コンピュータ関連機器においてバックアップ電池等
の停電対策を設ける必要がない。また、携帯用溶接機や
電動工具のコードレス電源として利用することができ
る。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects. While the input AC voltage, that is, the output voltage of the rectifier circuit exceeds a predetermined level, the DC output voltage is supplied to the load by the output voltage of the rectifier circuit, and when it becomes lower than the predetermined level, a large capacity of farad unit of the tertiary circuit Since the DC output voltage is supplied to the load by the charging voltage of the electric double layer capacitor or the secondary battery, a constant DC output voltage with no drop is obtained even if the input AC voltage drops, and the holding time characteristic is in seconds. To be expanded to the minute. Therefore, a constant output voltage can be supplied even if the AC power supply is cut off in minutes due to a power failure or the like, and it is not necessary to provide a power failure countermeasure such as a backup battery in computer-related equipment. It can also be used as a cordless power source for portable welding machines and electric tools.

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

【図1】 本発明の第1実施例に係るシングルフォーワ
ード型スイッチングレギュレータの概略回路図である。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a single-forward type switching regulator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 Aは整流器の出力電圧の波形図、Bは3次側
回路がない場合の負荷端の出力電圧の波形図、CはAの
P区間において整流器の出力電圧により供給される負荷
端の出力電圧の波形図、DはAのQ区間において3次側
回路の電気二重層コンデンサの充電電圧により供給され
る負荷端の出力電圧の波形図、EはAの全区間にわたる
負荷端の出力電圧の波形図である。
FIG. 2A is a waveform diagram of the output voltage of the rectifier, B is a waveform diagram of the output voltage of the load end when there is no tertiary circuit, and C is a load end supplied by the output voltage of the rectifier in the P section of A. Waveform diagram of the output voltage of D, D is a waveform diagram of the output voltage of the load end supplied by the charging voltage of the electric double layer capacitor of the tertiary circuit in the Q section of A, E is the output of the load end over the entire section of A It is a wave form diagram of a voltage.

【図3】 図1の3次側回路の拡大回路図である。3 is an enlarged circuit diagram of the tertiary circuit of FIG.

【図4】 FETによるスイッチングパルス波形図であ
る。
FIG. 4 is a switching pulse waveform diagram of an FET.

【図5】 本発明の第2実施例に係るフライバック型ス
イッチングレギュレータの概略回路図である。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram of a flyback type switching regulator according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第3実施例に係るブリッジ型スイッ
チングレギュレータの概略回路図である。
FIG. 6 is a schematic circuit diagram of a bridge type switching regulator according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 1次側に平滑コンデンサを設けた場合の平滑
コンデンサの出力電圧波形とスライスレベルを示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing an output voltage waveform and a slice level of a smoothing capacitor when a smoothing capacitor is provided on the primary side.

【図8】 従来のスイッチングレギュレータの概略回路
図である。
FIG. 8 is a schematic circuit diagram of a conventional switching regulator.

【図9】 図8の従来の回路における1次側の平滑コン
デンサの出力電圧及び入力電流の波形図である。
9 is a waveform diagram of the output voltage and the input current of the smoothing capacitor on the primary side in the conventional circuit of FIG.

【図10】 図8の従来の回路における出力電圧の波形
図である。
10 is a waveform diagram of an output voltage in the conventional circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…交流電源、 2…高周波ライン
フィルタ、3…全波整流器、 4…高
周波トランス、5…高周波整流ダイオード、 6
…1次側スイッチング素子、7…PWMスイッチング制
御回路、 8…高周波整流ダイオード、9…フライホィ
ールダイオード、 10…チョークコイル、11…出力
側平滑コンデンサ、 14…負荷、15…電気二重
層コンデンサ、 16…チョークコイル、17…高
周波整流ダイオード、 18…フライホフィールダ
イオード、19…3次側スイッチング素子、 21…
チョークコイル、N1…1次巻線、
2…2次巻線、N3…3次巻線。
1 ... AC power supply, 2 ... High frequency line filter, 3 ... Full wave rectifier, 4 ... High frequency transformer, 5 ... High frequency rectifier diode, 6
... primary side switching element, 7 ... PWM switching control circuit, 8 ... high frequency rectifying diode, 9 ... flywheel diode, 10 ... choke coil, 11 ... output side smoothing capacitor, 14 ... load, 15 ... electric double layer capacitor, 16 ... choke coil, 17 ... high-frequency rectifier diode, 18 ... fly-fly field diode, 19 ... tertiary side switching element, 21 ...
Choke coil, N 1 ... primary winding,
N 2 ... 2 windings, N 3 ... 3 winding.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源からの交流を整流する平滑コン
デンサを含まない整流回路と、 該整流回路の出力側に高周波トランスの1次巻線と1次
側スイッチング素子とを直列に接続し、当該1次側スイ
ッチング素子により1次側高周波パルス電圧を発生させ
る1次側回路と、 前記高周波トランスの2次巻線に整流,平滑回路を接続
し、負荷に直流出力電圧を供給する2次側回路と、 前記高周波トランスの3次巻線に電気二重層コンデンサ
又は2次電池とチョークコイルと高周波整流ダイオード
とを直列に接続した充電回路と、 前記3次巻線の巻始め端と巻終わり端又はその巻線の中
途より引き出されたタップとの間に、前記電気二重層コ
ンデンサ又は2次電池と3次側スイッチング素子とを直
列に接続した放電回路と、 前記1次側スイッチング素子及び3次側スイッチング素
子に同期したパルス信号を出力してスイッチング動作を
行わせるとともに、前期2次側回路の出力電圧の変動に
応じて当該パルス信号のパルス幅を変調して1次側高周
波パルス電圧のパルス幅を制御するパルス幅変調スイッ
チング制御回路とを備え、 前記整流回路の出力電圧が所定のレベルを越えれば前記
充電回路が動作し、前記所定のレベルより下がれば前記
放電回路が動作するようにしたことを特徴とする無停電
性スイッチングレギュレータ。
1. A rectifier circuit which does not include a smoothing capacitor for rectifying an alternating current from an alternating current power source, a primary winding of a high frequency transformer and a primary side switching element are connected in series to the output side of the rectifier circuit, A secondary circuit for supplying a DC output voltage to a load by connecting a primary side circuit for generating a primary side high frequency pulse voltage by a primary side switching element and a rectification / smoothing circuit to the secondary winding of the high frequency transformer. A charging circuit in which an electric double layer capacitor or a secondary battery, a choke coil, and a high-frequency rectifier diode are connected in series to the tertiary winding of the high-frequency transformer; and a winding start end and a winding end end of the tertiary winding, or A discharge circuit in which the electric double layer capacitor or the secondary battery and a tertiary side switching element are connected in series between the tap drawn out from the middle of the winding, and the primary side switch Outputs a pulse signal synchronized with the switching element and the switching element on the tertiary side to perform the switching operation, and modulates the pulse width of the pulse signal according to the fluctuation of the output voltage of the secondary side circuit in the previous period to increase the primary side high frequency. A pulse width modulation switching control circuit for controlling the pulse width of the pulse voltage, wherein the charging circuit operates when the output voltage of the rectifying circuit exceeds a predetermined level, and the discharging circuit operates when the output voltage falls below the predetermined level. An uninterruptible switching regulator characterized in that
【請求項2】 交流電源からの交流を整流する平滑コン
デンサを含まない整流回路と該整流回路の出力側に高周
波トランスの1次巻線と1次側スイッチング素子とを直
列に接続し、当該1次側スイッチング素子により1次側
高周波パルス電圧を発生させる1次側回路と、 前記高周波トランスの1次巻線と逆極性に巻回された2
次巻線に整流,平滑回路を接続し、負荷に直流出力電圧
を供給する2次側回路と、 前記高周波トランスの1次巻線と逆極性に巻回された3
次巻線に、電気二重層コンデンサ又は2次電池と高周波
整流ダイオードとを直列に接続した充電回路と、 前記3次巻線の巻始め端又はその巻線の中途より引き出
されたタップと巻終わり端との間に、前記電気二重層コ
ンデンサ又は2次電池とチョークコイルと3次側スイッ
チング素子とを直列に接続した放電回路と、 前記1次側スイッチング素子及び3次側スイッチング素
子に同期したパルス信号を出力してスイッチング動作を
行わせるとともに、前記2次側回路の出力電圧の変動に
応じて当該パルス信号のパルス幅を変調して1次側高周
波パルス電圧のパルス幅を制御するパルス幅変調スイッ
チング制御回路とを備え、 前記整流回路の出力電圧が所定のレベルを越えれば前記
充電回路が動作し、前記所定のレベルより下がれば前記
放電回路が動作するようにしたことを特徴とする無停電
性スイッチングレギュレータ。
2. A rectifier circuit which does not include a smoothing capacitor for rectifying an alternating current from an alternating current power source, and a primary winding of a high frequency transformer and a primary side switching element are connected in series to the output side of the rectifier circuit, A primary side circuit for generating a primary side high frequency pulse voltage by a secondary side switching element, and a secondary circuit wound in a polarity opposite to that of the primary winding of the high frequency transformer.
A secondary side circuit that connects a rectification and smoothing circuit to the secondary winding and supplies a DC output voltage to the load, and a secondary winding that has a polarity opposite to that of the primary winding of the high frequency transformer.
A charging circuit in which an electric double layer capacitor or a secondary battery and a high-frequency rectifier diode are connected in series to a secondary winding, a winding start end of the tertiary winding or a tap and a winding end drawn from the middle of the winding. A discharge circuit in which the electric double layer capacitor or the secondary battery, a choke coil, and a tertiary switching element are connected in series between the end and a pulse synchronized with the primary switching element and the tertiary switching element. A pulse width modulation that outputs a signal to perform a switching operation and modulates the pulse width of the pulse signal in accordance with the fluctuation of the output voltage of the secondary side circuit to control the pulse width of the primary side high frequency pulse voltage. A switching control circuit, wherein the charging circuit operates when the output voltage of the rectifier circuit exceeds a predetermined level, and the discharge frequency when the output voltage falls below the predetermined level. Uninterruptible of the switching regulator, characterized in that but has to work.
【請求項3】 交流電源からの交流を整流する平滑コン
デンサを含まない整流回路と、 該整流回路の出力側に高周波トランスの1次巻線とブリ
ッジ接続された4個の1次側スイッチング素子とを直列
に接続し、当該1次側スイッチング素子により正負交番
する1次側高周波パルス電圧を発生させる1次側回路
と、 前記高周波トランスの2次巻線に整流,平滑回路を接続
し、負荷に直流出力電圧を供給する2次側回路と、 前記高周波トランスの3次巻線に電気二重層コンデンサ
又は2次電池とチョークコイルとブリッジ接続された4
個の高周波整流ダイオードとを直列に接続した充電回路
と、 前記3次巻線の巻始め端と前記電気二重層コンデンサ又
は2次電池のプラス極との間に、3次側第1スイッチン
グ素子を接続し、前記3次巻線の巻終わり端又はその巻
線の中途より引き出された第1タップと前記電気二重層
コンデンサ又は2次電池のマイナス極との間に、前記3
次側第1スイッチング素子と同期して動作する3次側第
4スイッチング素子を直列に接続する一方、前記第3巻
線の巻終わり端と前記電気二重層コンデンサ又は2次電
池のプラス極との間に、3次側第2スイッチング素子を
接続し、前記3次巻線の巻始め端又はその巻線の中途よ
り引き出された第2タップと前記電気二重層コンデンサ
又は2次電池のマイナス極との間に、前記3次側第2ス
イッチング素子と同期して動作する3次側第3スイッチ
ング素子を直列に接続した放電回路と、 前記1次側にブリッジ接続された互いに対向する二つの
スイッチング素子と、前記3次側第1,第4スイッチン
グ素子又は3次側第2,第3スイッチング素子とに同期
したパルス信号を出力してスイッチング動作を行わせる
とともに、前記2次側回路の出力電圧の変動に応じて当
該パルス信号のパルス幅を変調して1次側高周波パルス
電圧のパルス幅を制御するパルス幅変調スイッチング制
御回路とを備え、 前記整流回路の出力電圧が所定のレベルを越えれば前記
充電回路が動作し、前記所定のレベルより下がれば前記
放電回路が動作するようにしたことを特徴とする無停電
性スイッチングレギュレータ。
3. A rectifier circuit that does not include a smoothing capacitor that rectifies alternating current from an alternating current power source, and four primary side switching elements bridge-connected to the primary winding of a high frequency transformer on the output side of the rectifier circuit. Are connected in series, and a primary side circuit that generates a positive side high frequency pulse voltage alternating with the primary side switching element, and a rectification and smoothing circuit are connected to the secondary winding of the high frequency transformer to connect to a load. A secondary side circuit for supplying a DC output voltage, and an electric double layer capacitor or a secondary battery and a choke coil are bridge-connected to the tertiary winding of the high frequency transformer.
A charging circuit in which a plurality of high-frequency rectifier diodes are connected in series, and a tertiary-side first switching element are provided between the winding start end of the tertiary winding and the positive pole of the electric double layer capacitor or the secondary battery. The third tap is connected between the end of the tertiary winding or the first tap drawn out from the middle of the winding and the negative electrode of the electric double layer capacitor or the secondary battery.
While the tertiary side fourth switching element that operates in synchronization with the secondary side first switching element is connected in series, the winding end end of the third winding and the electric double layer capacitor or the positive electrode of the secondary battery are connected. A secondary side second switching element is connected in between, and a second tap drawn from the winding start end of the tertiary winding or the middle of the winding and the electric double layer capacitor or the negative electrode of the secondary battery. A discharge circuit in which a tertiary side third switching element that operates in synchronization with the tertiary side second switching element is connected in series, and two switching elements that are bridge-connected to the primary side and face each other. And a pulse signal synchronized with the tertiary-side first and fourth switching elements or the tertiary-side second and third switching elements to perform a switching operation and to output the secondary-side circuit. A pulse width modulation switching control circuit that modulates the pulse width of the pulse signal according to voltage fluctuations to control the pulse width of the primary side high frequency pulse voltage, and the output voltage of the rectifier circuit exceeds a predetermined level. An uninterruptible switching regulator, wherein the charging circuit operates, and the discharging circuit operates when the voltage drops below the predetermined level.
【請求項4】 前記整流回路が平滑コンデンサを含む請
求項1から3のいずれかに記載の無停電性スイッチング
レギュレータ。
4. The uninterruptible switching regulator according to claim 1, wherein the rectifier circuit includes a smoothing capacitor.
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