JPH06253534A - スイッチング電源回路 - Google Patents

スイッチング電源回路

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JPH06253534A
JPH06253534A JP4235893A JP4235893A JPH06253534A JP H06253534 A JPH06253534 A JP H06253534A JP 4235893 A JP4235893 A JP 4235893A JP 4235893 A JP4235893 A JP 4235893A JP H06253534 A JPH06253534 A JP H06253534A
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JP
Japan
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circuit
power supply
capacitor
control circuit
voltage
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Withdrawn
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JP4235893A
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English (en)
Inventor
Minoru Hirahara
実 平原
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は二次側にスイッチングトランジスタの
制御回路を備え,該制御回路が通常運転時は電圧変換ト
ランスの三次巻線から電力が供給されるスイッチング電
源回路に関し,フォトカプラ及び補助電源を使用しない
ことを目的とする。 【構成】電圧変換トランスの一次側とスイッチングトラ
ンジスタの制御回路の電源端子間にコンデンサとスイッ
チを含む起動回路を設ける。起動回路のスイッチは,入
力電源の分圧電圧を起動時にコンデンサに接続して充電
を行い,充電後に該コンデンサを入力電源側と切離して
制御回路の電源端子に接続するよう切替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源回路に
関する。近年,通信(交換機等)用の電源としてスイッ
チング電源が用いられているが,出力電圧を所定のレベ
ルに維持するには出力側の電圧を検出して一次側におけ
るスイッチング動作を制御する必要がある。そのため,
従来の回路では余分な構成を付加しなければならなかっ
たので,その改善が望まれている。
【0002】
【従来の技術】図5は従来例の説明図である。図5の
A.は従来例1,B.は従来例2の各構成である。
【0003】図5の従来例1はセカンダリー制御方式を
用いる例であり,図中,C1は入力用ろ波コンデンサ,
Q1はスイッチング用トランジスタ,T1は一次側の巻
線N1,と二次側の巻線N2を備える電圧変換用の主ト
ランス,T2はトランジスタQ1の駆動用の制御信号を
二次側から一次側へ伝達するためのパルストランス,D
1,D2は二次側の整流用ダイオード,Lは平滑用チョ
ーク,C2は平滑用コンデンサである。また,50は二
次側の出力電圧を検出して一次側のトランジスタQ1を
駆動する制御信号を発生する制御回路,51は制御回路
50が動作するための電源を発生する補助電源である。
【0004】セカンダリー制御方式では,入力直流電圧
(−48V)が供給されると,トランジスタQ1が制御
回路50からの制御信号によりオン・オフ制御される。
このオン・オフに対応して主トランスT1の二次側に交
流電圧が発生する。これを整流用ダイオードD1,D2
により整流し,チョークL及びコンデンサC2により平
滑して出力電圧(+5V)が発生する。この出力電圧は
二次側に設けられた制御回路50内の検出回路501に
おいて基準値と比較され,制御回路50は基準値になる
ようオン・オフの制御信号を発生すると,パルストラン
スT2を介してトランジスタQ1へ供給される。この制
御信号は,トランジスタQ1をオン・オフする信号であ
るが,種々の方式が利用されている。例えば,オンの幅
(時間)を一定にしてオフの幅を変えたり,オフの幅を
一定にしてオンの幅を変える方式や,オン・オフの比率
を一定にして周波数を変える方式や,周波数を一定にし
てオンの幅を変える等である。
【0005】このセカンダリー制御方式では,一次側へ
電源を投入して起動する時に,制御回路50を駆動する
電源が二次側から得られないので,補助電源51を設け
ている。補助電源51は,トランスT3,トランジスタ
Q2,整流用ダイオードD3,平滑用コンデンサC3に
より構成され,入力側の電源投入時にトランジスタQ2
のオン・オフを制御(制御回路は図示省略)することに
より制御回路50の電源を発生する。
【0006】このセカンダリー制御方式では,制御回路
50のアースが出力端子のアースEと同じため,直接出
力電圧を検出することが可能であるが,補助電源51を
設ける必要がある。このため構成部品が多くなると共に
大型化するという問題があった。これを解決する方式と
して,B.の従来例2として示すプライマリー制御方式
がある。
【0007】B.において,C1,T1,D1,D2,
L,C2,50は上記のA.の同一符号の各部と同じで
あり,52はトランジスタQ1を制御する制御回路,P
Cはフォトカプラ,R1は抵抗,D3は整流用ダイオー
ド,C3は平滑用コンデンサである。
【0008】この方式では,トランジスタQ1をオン・
オフ制御する制御回路52が起動時には,抵抗R1を介
して入力される電源により駆動され,起動後の動作中は
トランスT1の三次巻線N3から発生する出力を整流し
た電源が供給される。制御回路52は,制御回路50が
出力電圧により起動した後,出力側の電圧に応じて発生
する制御信号をフォトカプラPCを介して受け取ってオ
ン・オフ制御を行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記図5のB.に示す
プライマリー制御方式では,トランス,スイッチングト
ランジスタを含む補助電源回路が必要無い点で有利であ
るが,二次側の出力電圧を直接検出することができない
ため,二次側に検出回路を設け,その結果をフォトカプ
ラを用いて一次側に伝送する必要がある。しかし,この
フォトカプラは信号波形(位相等)が予定された特性で
安定して動作させるための信頼度に欠けると共に経年変
化により特性が劣化するという問題があった。
【0010】本発明はフォトカプラ及び補助電源を使用
しないスイッチング電源回路を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の基本構成
図である。図1において,1は本発明により設けられた
コンデンサC4とスイッチSWを含む起動回路,2は主
トランスの三次巻線N3の整流出力と起動回路1の出力
が供給される制御回路,3は制御回路2の制御信号をス
イッチング用トランジスタに伝達する結合回路,R及び
ZDは入力電源から所定の分圧電圧を発生するための抵
抗及びツエナダイオード,T1は電圧変換トランス,Q
1はスイッチング用トランジスタ,C1,C2,D1,
D2,Lの各部は従来例と同様に,C1,C2はコンデ
ンサ,D1,D2はダイオード,Lはチョークである。
【0012】本発明は二次側に制御回路を備えたスイッ
チング電源の制御回路に対し,起動時に一次側に設けた
コンデンサに充電を行ってスイッチにより制御回路へ供
給することによりスイッチング電源を起動するものであ
る。
【0013】
【作用】起動回路1のスイッチSWは起動前の状態にお
いてコンデンサC4を入力側へ接続している。入力側の
直流電源が投入されると,抵抗RとツエナダイオードZ
Dによる分圧電圧がスイッチSWを介してコンデンサC
4に接続され,コンデンサC4に充電が行われる。充電
が完了する一定時間後に起動回路1のスイッチSWを切
替えるとコンデンサC4に充電された電荷が制御回路2
の電源端子aに供給されて制御回路2を駆動する。一
方,電圧変換トランスT1により二次側発生した交流電
圧は,ダイオードD1,D2で整流されチョークL及び
コンデンサC2により平滑されて出力電圧が発生する。
この出力電圧が制御回路2に供給されると,制御回路2
は電圧を検出して対応する制御信号を発生する。この制
御信号は結合回路3においてトランスまたはフォトカプ
ラ等により一次側へ伝達されてスイッチング用トランジ
スタQ1を駆動する。
【0014】制御回路2が起動した後は,電圧変換トラ
ンスT1の三次巻線N3から発生する電圧がダイオード
D3で整流され,コンデンサC3で平滑されて制御回路
2の電源端子aに供給されて継続して制御回路2が動作
する。なお,起動回路1のスイッチSWは手動または自
動的に切替えることができる。
【0015】
【実施例】図2は実施例1の構成図である。図2におい
て,C1〜C4,D1〜D3,R,ZD,Q1,T1は
図1の同じ符号で表す各素子と同じであり,20はリレ
ーK及びツエナダイオードZD1を含み,リレーKの接
点k1,k2によりスイッチを構成する起動回路(図1
の1に対応),21は制御回路(図1の2に対応),2
2はトランスT2で構成する結合回路(図1の3に対
応)である。
【0016】この実施例1の構成における動作を説明す
る。最初に入力電源が投入された時点で,リレーKはま
だ駆動されていないため接点k1,k2は図に示すよう
に入力電源側に接続された状態である。このため,抵抗
RとツエナダイオードZDによる入力電源の分圧電圧は
コンデンサC4に供給されて充電が行われる。充電が完
了するとリレーK及びツエナダイオードZD1を介して
電流が流れ初めてリレーKが駆動されて接点k1,k2
がそれぞれ図の状態から反対側へ切替わる。
【0017】これにより制御回路21の電源端子aにコ
ンデンサC4の充電電圧が供給されて制御回路21が動
作を開始し,出力側の電圧を検出して,対応する制御信
号が結合回路22に送られる。この結合回路22はパル
ストランスT2により構成され,スイッチング用トラン
ジスタQ1が制御信号によりオン・オフ制御される。電
圧変換トランスT1により発生する変換動作が起動され
た後は,制御回路21の電源は三次巻線N3から供給さ
れる。また,リレーKは入力電圧が供給される間,継続
して動作して接点k1,k2は切替えられた状態を保持
する。
【0018】図3は実施例2の構成図である。図3にお
いて,C1〜C4,D1〜D3,R,ZD,Q1,T1
の各素子は図1及び図2の同一符号で表す各素子と同じ
であり,21,22は図2と同様の制御回路及び結合回
路を表す。この実施例2の特徴となる起動回路は,抵抗
R1〜R4,フォトモスリレーPH1〜PH4,比較回
路COM1,COM2により構成される。なお,フォト
モスリレーPH1〜PH4は,PH1,PH2及びPH
3,PH4の各発光素子が比較回路COM1,COM2
の出力端子にそれぞれ接続され,受光素子がコンデンサ
C4の充電路側と放電路側に図に示すように直列に接続
されている。
【0019】この実施例2の構成による特徴となる動作
を説明すると,入力側の電源が投入された時点では,比
較回路COM1は抵抗RとツエナダイオードZDの分圧
電圧を更に抵抗R3とR4で分圧した入力電圧を基準電
圧E2と比較する。この比較で,入力電圧が基準電圧E
2より低いと,比較回路COM1の出力端子にローレベ
ルの電圧を発生する。これにより,フォトモスリレーP
H1,PH2の発光素子が駆動され,それぞれの受光素
子はこれにより導通(低インピーダンスとなる)してコ
ンデンサC4へ充電が行われる。この時,比較回路CO
M2は比較回路COM1の出力電圧を基準電圧E2と比
べ,基準電圧E2より低いと出力としてハイレベルの電
圧を発生する。この場合,フォトモスリレーPH3,P
H4は駆動されない。
【0020】比較回路COM1の入力電圧がコンデンサ
C4への充電動作により徐々に上昇して基準電圧E2を
越えると,出力端子からハイレベルの電圧が発生してフ
ォトモスリレーPH1,PH2の動作が停止する。これ
により,コンデンサC4への充電路がハイインピーダン
スとなり充電が終了する。この時,比較回路COM2は
入力電圧(COM1の出力)が基準電圧E2を越えたこ
とを検出すると,出力端子にローレベルの電圧を発生
し,フォトモスリレーPH3,PH4を駆動する。これ
により,コンデンサC4の放電路にあるフォトモスリレ
ーPH3,PH4の受光素子が導通して制御回路21の
電源を供給する。この後の動作は上記実施例1と同様で
ある。
【0021】なお,この実施例2ではフォトモスリレー
を使用したが,同様の特性を持つ他の半導体リレーを使
用できることはいうまでもない。図4は実施例3の構成
図である。
【0022】図4において,C1〜C3,D1〜D3,
Q1,R,ZD,T1の各部品は図2,図3の同一符号
で表す各部品と同じであり,21,22は図2,図3と
同様に制御回路及び結合回路を表す。また,Kはリレ
ー,Q2はリレーKを駆動するトランジスタ,R1,R
2は抵抗である。この実施例3の構成の特徴は,各実施
例1,実施例2の構成では1つ設けられていたコンデン
サC4を,複数の小容量のコンデンサC40〜C43で
構成すると共に,複数のコンデンサをリレーKの接点k
1〜k8により切替えるようにした点である。
【0023】実施例3の動作を説明すると,入力電源が
投入される時,リレーKは不動作状態であるから,リレ
ーKの各切替接点k1〜k8は図の位置と反対の位置に
切替えられている。従って,各コンデンサC40〜C4
3は各切替接点k1〜k8を介して直列に接続された状
態となり,抵抗Rを介して供給される入力電源による充
電が各コンデンサC40〜C43に対して実行される。
この充電電圧が一定レベルに達すると,トランジスタQ
2がオンとなり,リレーKが駆動されて,切替接点k1
〜k8が図の位置に切替えられる。これにより,各コン
デンサC40〜C43は並列に接続された状態となり,
各コンデンサに充電された電荷が制御回路21の電源端
子aを介して放電され,制御回路21が起動される。制
御回路21が起動された後は,上記実施例1,実施例2
と同様に電圧変換トランスT1の三次巻線N3から電力
が供給される。
【0024】入力電圧が供給されなくなると,リレーK
は復旧してコンデンサC40〜C43は直列に接続され
た状態となり,次に入力電源を投入すると上記と同様の
動作が実行される。
【0025】この実施例3の場合,実施例1,実施例2
のように1個の大容量で高電圧用のコンデンサC4を使
用する場合に比べて,小容量で低電圧用の複数のコンデ
ンサを用いて比較的高い電圧により充電を行い,低電圧
で大容量の放電を行うことができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば起動時の電力を簡単な構
成により制御回路に与えることができるため従来のセカ
ンダリー方式において必要な補助電源を無くすことがで
きると共に,プライマリー方式において必要であったフ
ォトカプラーを無くすことができる。
【0027】また,入力電源の投入,切断を検出して自
動的に制御回路への電源投入を切替制御することを可能
とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成図である。
【図2】実施例1の構成図である。
【図3】実施例2の構成図である。
【図4】実施例3の構成図である。
【図5】従来例の説明図である。
【符号の説明】
1 起動回路 2 制御回路 3 結合回路 R 抵抗 ZD ツエナダイオード T1 電圧変換トランス Q1 スイッチング用トランジスタ C1,C2 コンデンサ D1,D2 ダイオード L チョーク

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次側にスイッチングトランジスタの制
    御回路を備え,該制御回路が通常運転時は電圧変換トラ
    ンスの三次巻線から電力が供給されるスイッチング電源
    回路において, 電圧変換トランスの一次側と前記制御回路の電源端子間
    にコンデンサとスイッチを含む起動回路を設け, 前記起動回路のスイッチは,入力電源の分圧電圧を起動
    時にコンデンサに接続して充電を行う状態と充電後に該
    コンデンサを入力電源側と切離して前記制御回路の電源
    端子に接続する状態の2つの状態に切替える構成を備え
    ることを特徴とするスイッチング電源回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において, 前記起動回路にコンデンサの電圧を検出するリレーを設
    け, 前記スイッチを前記リレーの接点により構成することを
    特徴とするスイッチング電源回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において, 前記入力電源の分圧電圧を検出して所定レベル以下の時
    第1の発光素子を駆動する信号を出力する第1の比較回
    路と,前記第1の検出回路の出力を検出して,前記駆動
    信号を発生しない時第2の発光素子を駆動する信号を出
    力する第2の比較回路とを設け, 前記第1の発光素子の光出力を前記入力電源の分圧電圧
    とコンデンサとの接続を切替える第1の受光素子へ供給
    し,前記第2の発光素子の出力を前記コンデンサと制御
    回路の電源端子間の接続を切替える第2の受光素子へ供
    給することを特徴とするスイッチング電源回路。
  4. 【請求項4】 請求項2において, 前記起動回路のコンデンサは,複数の小容量コンデンサ
    により構成し, 前記リレーが不動作状態では,該リレーの複数のリレー
    接点により複数のコンデンサを直列に接続して入力電源
    の分圧電圧が供給され,前記リレーが動作状態で前記リ
    レー接点により複数のコンデンサが並列に前記制御回路
    の電源端子へ供給される接続を備えることを特徴とする
    スイッチング電源回路。
JP4235893A 1993-03-03 1993-03-03 スイッチング電源回路 Withdrawn JPH06253534A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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