JPH0662571A - Switching power circuit - Google Patents

Switching power circuit

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JPH0662571A
JPH0662571A JP22639492A JP22639492A JPH0662571A JP H0662571 A JPH0662571 A JP H0662571A JP 22639492 A JP22639492 A JP 22639492A JP 22639492 A JP22639492 A JP 22639492A JP H0662571 A JPH0662571 A JP H0662571A
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JP
Japan
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transistor
transformer
circuit
capacitor
current
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Application number
JP22639492A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Noro
正夫 野呂
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Publication of JPH0662571A publication Critical patent/JPH0662571A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a switching power circuit having a switching snubber circuit which requires no complicated timing circuit. CONSTITUTION:A switching power circuit has a transformer T wherein a primary winding N1 is connected to a source of DC voltage source VIN through a switching element SW. A snubber circuit is constituted of a constant current circuit composed of a transistor Q which is driven by the constant voltage developed across a specific terminal of the transformer T and a resistor R inserted into an emitter of the transistor Q and a capacitor C for absorbing a voltage noise. The voltage noise absorbed by the capacitor C through a base collector junction of the transistor Q and the charging charge is regenerated to the transformer T through the transistor circuit and then the transistor Q is automatically turned off when the regenerative current is saturated.

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、スイッチング電源回路
に係り、特にスイッチング素子のターンオフ時に生じる
電圧ノイズ除去を行うスナバー回路を改良したスイッチ
ング電源回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply circuit, and more particularly to a switching power supply circuit improved with a snubber circuit for removing voltage noise generated when a switching element is turned off.

【0002】[0002]

【従来の技術】フライバック型のスイッチング電源回路
の基本構成を、図9に示す。直流電圧源VINに、所定周
波数でオン,オフ制御が行われるスイッチング素子SW
を介してトランスTが接続され、その二次側に整流平滑
を行うダイオードDと出力用コンデンサCOUT からなる
出力回路が設けられている。このスイッチング電源回路
では、スイッチング素子SWがオフになったときにトラ
ンスTの自己インダクタンスに蓄えられた磁気エネルギ
ーが二次側に放出されて出力電力となる。この種のスイ
ッチング電源回路において、漏れインダクタンスLS に
蓄積されたエネルギーはこれを放出する負荷がないた
め、スイッチング素子SWのターンオフ時に大きなピー
ク電圧ノイズが生じ、これが浮遊容量や電圧共振用コン
デンサ(図9で容量Cs として示す)と共振してリンギ
ングを生じる。その様子を図9に示す。
2. Description of the Related Art The basic structure of a flyback type switching power supply circuit is shown in FIG. Switching element SW for controlling ON / OFF at a predetermined frequency for the DC voltage source VIN
A transformer T is connected to the transformer T through an output circuit, and an output circuit including a diode D for rectifying and smoothing and an output capacitor COUT is provided on the secondary side thereof. In this switching power supply circuit, when the switching element SW is turned off, the magnetic energy stored in the self-inductance of the transformer T is released to the secondary side and becomes output power. In this type of switching power supply circuit, the energy stored in the leakage inductance LS has no load to release it, so that a large peak voltage noise occurs when the switching element SW is turned off, and this causes a stray capacitance or a voltage resonance capacitor (see FIG. 9). (Represented by the capacitance Cs) at this time and ringing occurs. The situation is shown in FIG.

【0003】図10に示すように、スイッチング素子S
Wのオフ時に発生する端子電圧VSがリンギンクする
と、これは(a) 輻射ノイズの発生源になり、また(b) ス
イッチング素子SWに加わる瞬時電圧が高くなって素子
破壊や信頼性低下の原因となり、更に(c) 出力電流IOU
T にも図示のようにリンギングを生じさせる等、害が大
きい。
As shown in FIG. 10, the switching element S
When the terminal voltage VS generated when W is off is ringing, it becomes (a) a source of radiation noise, and (b) an instantaneous voltage applied to the switching element SW becomes high, which causes element breakdown and reliability deterioration. , And (c) Output current IOU
As shown in the figure, T also causes ringing, which is very harmful.

【0004】この様なリンギングノイズを除去するた
め、従来より、種々のスナバー回路が考えられている。
その例を図11に示す。図11(a) のスナバー回路は、
トランスTの一次巻線間に抵抗RとコンデンサCを接続
して構成されている。これにより、トランスTの余分な
エネルギーをコンデンサCに蓄え、抵抗Rで消費する。
この方式では漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギ
ーを抵抗Rで消費させるため、発熱と効率低下を招く。
図11(b) は、リンギング電圧のピーク部分をダイオー
ドDを介してコンデンサCに蓄積することで、リンギン
グのピーク値を抑制するものである。ダイオードDが導
通すると、リンギングの共振周波数を決定していた容量
Cs にコンデンサCが直列に入るため、共振周波数が低
下し、現実にはリンギングの上半分だけでなく全体が小
さくなり、効果的である。またコンデンサCは容量が大
きすぎて問題になることはないので、図11(a) の場合
に比べて大きな値に設定される。しかし、コンデンサC
に蓄積されたエネルギーはやはり消費しなければなら
ず、これに並列に抵抗Rが設けられる。従って、発熱と
効率低下は避けられない。
In order to remove such ringing noise, various snubber circuits have been conventionally considered.
An example thereof is shown in FIG. The snubber circuit in Fig. 11 (a) is
A resistor R and a capacitor C are connected between the primary windings of the transformer T. As a result, the extra energy of the transformer T is stored in the capacitor C and consumed by the resistor R.
In this method, the energy accumulated in the leakage inductance is consumed by the resistor R, which causes heat generation and lower efficiency.
FIG. 11B shows that the peak portion of the ringing voltage is stored in the capacitor C via the diode D to suppress the ringing peak value. When the diode D becomes conductive, the capacitor Cs, which determines the resonance frequency of the ringing, enters in series with the capacitor Cs, so that the resonance frequency decreases, and in reality, not only the upper half of the ringing but also the whole becomes smaller, which is effective. is there. Further, since the capacitance of the capacitor C does not cause a problem because it is too large, the capacitor C is set to a larger value than in the case of FIG. 11 (a). However, the capacitor C
The energy stored in must also be consumed, in parallel with which a resistor R is provided. Therefore, heat generation and efficiency reduction are inevitable.

【0005】図11(c) は、図11(b) を改良して、コ
ンデンサCの電力を抵抗で消費させず、メインのスイッ
チング素子SW1 と別に設けられたスイッチング素子S
W2によりトランスTに回生するようにしたもので、い
わゆるスイッチング・スナバー回路と呼ばれる。エネル
ギー回生の量を多めに設定すれば、この回路は部分共振
型として利用される。二つのスイッチング素子SW1 ,
SW2 は、交互にオン,オフ制御される。まずスイッチ
ング素子SW1 がオフした時、トランスTの蓄積エネル
ギーによりダイオードDを介してコンデンサCに充電が
行われる。充電電流が零になるとダイオードDはオフす
るが、この間にスイッチング素子SW2 がオンになっ
て、コンデンサCの蓄積電荷がこのスイッチング素子S
W2 を介してトランスTに逆流する。適当な電荷量がト
ランスTに戻された後、スイッチング素子SW2 がオフ
にされる。こうして、コンデンサCは発熱を伴うことな
く充放電され、スナバー効果が保持される。
FIG. 11 (c) is a modification of FIG. 11 (b), in which the power of the capacitor C is not consumed by the resistor, and a switching element S provided separately from the main switching element SW1 is provided.
It is configured to be regenerated into a transformer T by W2 and is called a so-called switching snubber circuit. If a large amount of energy regeneration is set, this circuit will be used as a partial resonance type. Two switching elements SW1,
SW2 is alternately turned on and off. First, when the switching element SW1 is turned off, the capacitor C is charged through the diode D by the stored energy of the transformer T. When the charging current becomes zero, the diode D is turned off, but the switching element SW2 is turned on during this period, and the accumulated charge of the capacitor C is generated by the switching element S2.
Backflow into the transformer T via W2. After an appropriate amount of charge has been returned to the transformer T, the switching element SW2 is turned off. In this way, the capacitor C is charged and discharged without generating heat, and the snubber effect is maintained.

【0006】スイッチング・スナバーの動作上のポイン
トは、スイッチング素子SW2 のオン時間の設定および
制御にある。スイッチング素子SW2 のオン時間が短い
と、スナバー効果または回生効果が少なくなり、長すぎ
ると回生電流が大きくなってトランスの逆飽和や効率低
下を招く。メインのスイッチング素子SW1 は、出力電
圧安定化のためにオン時間が可変制御されるため、理想
的にはこれに対応してスナバー回路のスイッチング素子
SW2 のオン時間を変化させないと、回生電流は一定に
ならない。スイッチング素子SW2 のオン時間を固定に
すると、動作周波数の変動は小さくなるものの、軽負荷
の場合に回生電流が増加して効率が低下する。効率を改
善したい場合には、回生電流を一定にすることが必要
で、そのためにはスイッチング素子SW2 の電流を検出
しながら、そのオン時間を制御することが必要になる。
The operating point of the switching snubber lies in the setting and control of the ON time of the switching element SW2. If the ON time of the switching element SW2 is short, the snubber effect or the regenerative effect becomes small, and if it is too long, the regenerative current becomes large and the reverse saturation or efficiency of the transformer is reduced. Since the ON time of the main switching element SW1 is variably controlled in order to stabilize the output voltage, ideally the regenerative current is constant unless the ON time of the switching element SW2 of the snubber circuit is changed accordingly. do not become. If the ON time of the switching element SW2 is fixed, the fluctuation of the operating frequency becomes small, but the regenerative current increases and the efficiency decreases when the load is light. In order to improve the efficiency, it is necessary to make the regenerative current constant, and for that purpose, it is necessary to control the ON time while detecting the current of the switching element SW2.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
スイッチング・スナバー回路は、構成が複雑であるだけ
でなく、効率低下をもたらすことなくスナバー効果を発
揮させるためにはスイッチング素子を制御するタイミン
グ回路が複雑になるという問題があった。この発明は、
複雑なタイミング回路を要しないスイッチング・スナバ
ー回路を持つスイッチング電源回路を提供することを目
的とする。
As described above, the conventional switching snubber circuit not only has a complicated structure, but also controls the switching element in order to exert the snubber effect without reducing the efficiency. There is a problem that the timing circuit becomes complicated. This invention
An object of the present invention is to provide a switching power supply circuit having a switching snubber circuit which does not require a complicated timing circuit.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係るスイッチ
ング電源回路は、直流電圧源にオン,オフ制御されるス
イッチング素子を介して接続されたトランス、このトラ
ンスの二次側に設けられた整流平滑手段、および前記ス
イッチング素子のターンオフ時の電圧ノイズを吸収する
スナバー回路を有し、スナバー回路は、トランスの余分
なエネルギーを吸収するための一端が基準電位に設定さ
れたコンデンサと、このコンデンサの他端にコレクタが
接続され、エミッタが抵抗を介して前記トランスの一次
側の所定端子に接続され、かつベースに前記スイッチン
グ素子のターンオフ時に前記トランスの一次側に得られ
る一定電圧がバイアスとして与えられるように構成され
た定電流回路とを備えて構成される。前記定電流回路
は、前記コンデンサに蓄積されたエネルギーを前記バイ
ポーラトランジスタを介して前記トランスに回生し、回
生電流が飽和することにより前記バイポーラトランジス
タが自動的にオフとなる。
SUMMARY OF THE INVENTION A switching power supply circuit according to the present invention is a transformer connected to a DC voltage source through a switching element whose ON / OFF is controlled, and a rectifying / smoothing smoothing provided on the secondary side of the transformer. And a snubber circuit that absorbs voltage noise when the switching element is turned off. The snubber circuit has a capacitor having one end set to a reference potential for absorbing excess energy of the transformer, and a capacitor other than the capacitor. A collector is connected to the end, an emitter is connected to a predetermined terminal on the primary side of the transformer through a resistor, and a constant voltage obtained on the primary side of the transformer when the switching element is turned off is applied to the base as a bias. And a constant current circuit configured as described above. The constant current circuit regenerates the energy stored in the capacitor to the transformer via the bipolar transistor, and the regenerative current is saturated, so that the bipolar transistor is automatically turned off.

【0009】[0009]

【作用】この発明によるスナバー回路は、スイッチング
素子としてバイポーラトランジスタを用いて、回生電流
がある一定値に達すると自動的にバイポーラトランジス
タがオフするように、トランス巻線電圧により駆動され
る定電流回路が構成されている。即ち、バイポーラトラ
ンジスタはエミッタに抵抗が挿入されて、メインのスイ
ッチング素子のオフ時にトランスの所定端子間に得られ
る一定電圧により駆動される定電流回路が構成される。
スナバー用コンデンサには例えば、トランスの余分なエ
ネルギーがバイポーラトランジスタのベース・コレクタ
接合を介して充電電流として蓄積される。コンデンサの
充電電荷はその後逆流してバイポーラトランジスタと抵
抗からなる定電流回路を介して放電され、回生電流とし
てトランスに戻される。この回生電流は徐々に増大する
が、定電流回路の回路定数により決まるある一定値以上
にはならない。そして回生電流が飽和すると、バイポー
ラトランジスタを駆動していたトランス巻線の起電力が
低下し、バイポーラトランジスタは自動的にオフとな
る。この様にこの発明によれば、複雑なタイミング回路
を要せず、一定回生電流型のスイッチング・スナバー回
路を持つスイッチング電源回路が得られる。
A snubber circuit according to the present invention uses a bipolar transistor as a switching element and is driven by a transformer winding voltage so that the bipolar transistor is automatically turned off when a regenerative current reaches a certain value. Is configured. That is, a resistor is inserted in the emitter of the bipolar transistor to form a constant current circuit driven by a constant voltage obtained between predetermined terminals of the transformer when the main switching element is turned off.
For example, excess energy of the transformer is stored in the snubber capacitor as a charging current via the base-collector junction of the bipolar transistor. The charge stored in the capacitor then flows backward and is discharged through a constant current circuit composed of a bipolar transistor and a resistor and returned to the transformer as a regenerative current. This regenerative current gradually increases, but does not exceed a certain value determined by the circuit constant of the constant current circuit. Then, when the regenerative current is saturated, the electromotive force of the transformer winding driving the bipolar transistor is lowered, and the bipolar transistor is automatically turned off. As described above, according to the present invention, a switching power supply circuit having a constant regenerative current type switching snubber circuit can be obtained without requiring a complicated timing circuit.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
を説明する。図1は、この発明の一実施例に係るフライ
バック型のスイッチング電源回路の構成を示す。直流電
圧源VINに所定周波数でオン,オフ制御がなされるスイ
ッチング素子SWを介して一次巻線N1 が接続されたト
ランスTが設けられ、トランスTの二次側にはダイオー
ドDと出力用コンデンサCOUT からなる整流平滑回路が
構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a flyback type switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention. The DC voltage source VIN is provided with a transformer T to which a primary winding N1 is connected via a switching element SW which is on / off controlled at a predetermined frequency, and a diode D and an output capacitor COUT are provided on the secondary side of the transformer T. A rectifying / smoothing circuit composed of

【0011】トランスTの漏れインダクタンスによる電
圧ノイズを吸収するスイッチングスナバー回路は、一端
がトランスの一次巻線N1 の一端に接続された補助電源
用巻線Nf と、この巻線Nf に発生する電圧により駆動
されるNPNトランジスタQ、このトランジスタQのエ
ミッタに挿入された抵抗R、および電圧ノイズ吸収用の
コンデンサCにより構成されている。スイッチング素子
SWのターンオフ時のトランスTの余分なエネルギーを
吸収する動作は、補助電源用巻線Nf に得られる電圧に
よる、トランジスタQのベース・コレクタ接合を介して
のコンデンサCへの充電という形で行われる。
A switching snubber circuit that absorbs voltage noise due to the leakage inductance of the transformer T is formed by an auxiliary power supply winding Nf whose one end is connected to one end of the primary winding N1 of the transformer and a voltage generated at this winding Nf. It is composed of a driven NPN transistor Q, a resistor R inserted in the emitter of this transistor Q, and a capacitor C for absorbing voltage noise. The operation of absorbing the excess energy of the transformer T when the switching element SW is turned off is performed by charging the capacitor C through the base-collector junction of the transistor Q by the voltage obtained in the auxiliary power supply winding Nf. Done.

【0012】一方、コンデンサCの充電電荷の放電は、
スイッチング素子SWがオフの間にトランジスタQ,抵
抗Rを介してなされるが、この放電経路は定電流回路を
構成している。即ち補助電源用巻線Nf には、スイッチ
ング素子SWのオフ時、二次側にエネルギー放出がなさ
れている時にトランジスタQを順バイアスする極性の電
圧VNfが発生する。この電圧VNfは、二次巻線N2 との
巻線比により決まるが、二次巻線N2 の出力がほぼ安定
化するようにスイング素子SWが制御されるため、電圧
VNfもほぼ一定電圧である。この電圧VNfにより駆動さ
れてトランジスタQに流れ得るコレクタ電流Ic は、ト
ランジスタQのベース・エミッタ間電圧をVBEとして、 Ic =(VNf−VBE)/R …(1) である。この様に補助電源用巻線Nf 、トランジスタ
Q,抵抗Rの回路は、一定バイアスと抵抗Rによる負帰
還の作用により、コンデンサCの放電時には定電流回路
として動作して、その放電電流はトランスTへの回生電
流となる。
On the other hand, the charge of the capacitor C is discharged by
This is done through the transistor Q and the resistor R while the switching element SW is off, and this discharge path constitutes a constant current circuit. That is, in the auxiliary power supply winding Nf, a voltage VNf having a polarity that forward biases the transistor Q is generated when the switching element SW is off and energy is being emitted to the secondary side. This voltage VNf is determined by the winding ratio with the secondary winding N2, but since the swing element SW is controlled so that the output of the secondary winding N2 is substantially stabilized, the voltage VNf is also a substantially constant voltage. . The collector current Ic that can be driven by the voltage VNf and can flow in the transistor Q is Ic = (VNf-VBE) / R (1) where VBE is the base-emitter voltage of the transistor Q. In this way, the circuit of the auxiliary power supply winding Nf, the transistor Q, and the resistor R operates as a constant current circuit when the capacitor C is discharged by the action of negative feedback by the constant bias and the resistor R, and the discharge current is the transformer T. It becomes the regenerative current to.

【0013】次にこの実施例のスナバー回路動作を、具
体的に図2および図3を参照しながら説明する。図2は
各部の電圧電流波形であり、図3はスナバー回路による
充電放電電流の様子を示している。図1のトランスTの
一次巻線N1 と補助電源用巻線Nf の関係は、等価的に
図3のように表される。スイッチング素子SWがターン
オフすると、一次巻線N1 の端子に逆起電力が生じると
同時に、補助電源用巻線Nf にもトランジスタQを順バ
イアスする極性の電圧が生じる。そしてこの巻線Nf の
電圧により、図2および図3(a) に示すように、スナバ
ー用コンデンサCへ充電電流I2 が流れる。この電流
は、トランジスタQのベース・コレクタ接合を通して流
れる。これがノイズ吸収の動作である。
Next, the operation of the snubber circuit of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows voltage / current waveforms of each part, and FIG. 3 shows a state of charging / discharging current by the snubber circuit. The relationship between the primary winding N1 of the transformer T of FIG. 1 and the auxiliary power supply winding Nf is equivalently expressed as shown in FIG. When the switching element SW is turned off, a counter electromotive force is generated at the terminal of the primary winding N1, and at the same time, a voltage having a polarity for forward biasing the transistor Q is generated in the auxiliary power supply winding Nf. The voltage of the winding Nf causes the charging current I2 to flow into the snubber capacitor C as shown in FIGS. 2 and 3 (a). This current flows through the base-collector junction of transistor Q. This is the noise absorption operation.

【0014】コンデンサCへの充電が終了した後、一次
巻線N1 の蓄積エネルギーは二次側に放出され、二次側
に電流I4 が流れる。この時トランジスタQは巻線Nf
の電圧により順バイアスされているから、トランジスタ
Qを介してコンデンサCの放電が可能となる。これが図
2および図3(b) に示すように、トランスTへの回生電
流I3 となる。この回生電流は、トランスTのインダク
タンスにより時間と共に増大するが、その上限は上述し
たように巻線Nf の起電力で決まる(1)式の値で制限
される。そして、回生電流が飽和することによって巻線
Nf の起電力そのものが急激に低下して、瞬間的にトラ
ンジスタQはターンオフする。
After the charging of the capacitor C is completed, the energy stored in the primary winding N1 is discharged to the secondary side, and the current I4 flows to the secondary side. At this time, the transistor Q has a winding Nf
Since it is forward-biased by the voltage of, the capacitor C can be discharged through the transistor Q. This becomes the regenerative current I3 to the transformer T as shown in FIGS. 2 and 3 (b). This regenerative current increases with time due to the inductance of the transformer T, but its upper limit is limited by the value of the formula (1) determined by the electromotive force of the winding Nf as described above. The electromotive force itself of the winding Nf sharply decreases due to the saturation of the regenerative current, and the transistor Q is momentarily turned off.

【0015】以上のようにこの実施例のスイッチング・
スナバー回路のトランジスタQは、そのベース・コレク
タ接合が従来のスイッチング・スナバー回路におけるダ
イオードの機能を果たすと共に、コンデンサCの電荷を
放電して回生するスイッチング素子としての機能を併せ
持っている。しかも、トランジスタ回路はエミッタ抵抗
と一定ベースバイアスにより定電流特性を形成するの
で、回生電流がこの定電流値に至るとトランジスタQは
自動的にターンオフすることになり、格別のタイミング
回路を必要としない。
As described above, the switching and
The transistor Q of the snubber circuit has its base-collector junction functioning as a diode in a conventional switching snubber circuit, and also has a function as a switching element for discharging the electric charge of the capacitor C to regenerate it. Moreover, since the transistor circuit forms a constant current characteristic by the emitter resistance and the constant base bias, the transistor Q is automatically turned off when the regenerative current reaches this constant current value, and no special timing circuit is required. .

【0016】図4は、この発明の別の実施例のスイッチ
ング電源回路である。基本的な構成は図1の実施例と同
様であり、図1と対応する部分には図1と同一符号を付
して詳細な説明は省略する。この実施例では、スナバー
用コンデンサCへの充電経路として、トランジスタ回路
とは別に、ベース・コレクタ接合と並列になるようにダ
イオードDa が設けられている。そしてこのダイオード
Da を付加したことに伴って、トランジスタQのベース
・コレクタ接合を介してのコンデンサCへの充電経路を
オフにするために、コレクタにダイオードDb が挿入さ
れている。トランジスタ回路が定電流回路を構成してい
て、一定回生電流で自動的にトランジスタQがオフにな
ることは、先の実施例と同様である。
FIG. 4 shows a switching power supply circuit according to another embodiment of the present invention. The basic structure is the same as that of the embodiment of FIG. 1, and the portions corresponding to those of FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 1 and their detailed description is omitted. In this embodiment, as a charging path for the snubber capacitor C, a diode Da is provided separately from the transistor circuit so as to be in parallel with the base-collector junction. With the addition of this diode Da, a diode Db is inserted in the collector to turn off the charging path to the capacitor C via the base-collector junction of the transistor Q. The transistor circuit constitutes a constant current circuit, and the transistor Q is automatically turned off by a constant regenerative current, as in the previous embodiment.

【0017】この実施例は、容量の大きいスイッチング
電源に好ましいものである。大容量スイッチング電源で
は、スナバー用コンデンサCへの充電電流が大きくな
り、これがトランジスタQの最大定格電流を越えるおそ
れがあるからである。これに対して、トランジスタQと
して最大定格電流の大きいものを用いることも考えられ
るが、それよりは小型のトランジスタQとダイオードD
a の組み合わせとした方が、トータルとしてコストを低
くすることができる。トランジスタQが小型でもよいの
は、コンデンサCへの充電電流が立上がりに大きなピー
ク電流を持つのに対して、回生電流はその上昇がインダ
クタンスにより制限されて三角波状となり電流ピークが
小さいためである。
This embodiment is preferable for a switching power supply having a large capacity. This is because in the large-capacity switching power supply, the charging current to the snubber capacitor C becomes large, which may exceed the maximum rated current of the transistor Q. On the other hand, it is possible to use a transistor having a large maximum rated current as the transistor Q, but a smaller transistor Q and a diode D are used.
The combination of a can reduce the total cost. The reason why the transistor Q may be small is that the charging current to the capacitor C has a large peak current at the rising edge, whereas the regenerative current has a triangular wave shape whose rise is limited by the inductance and the current peak is small.

【0018】図5は、図4の実施例の構成を若干変形し
た実施例である。この実施例では、トランジスタQのベ
ースに、ベース接合と同じ極性でダイオードDb が挿入
されている。この実施例でも、コンデンサCへの充電電
流はトランジスタQを通らず、ダイオードDa をバイパ
スしてなされる。従って図3の実施例と同様の動作が可
能になる。
FIG. 5 shows an embodiment in which the construction of the embodiment of FIG. 4 is slightly modified. In this embodiment, a diode Db having the same polarity as the base junction is inserted in the base of the transistor Q. Also in this embodiment, the charging current to the capacitor C does not pass through the transistor Q but bypasses the diode Da. Therefore, the same operation as that of the embodiment of FIG. 3 becomes possible.

【0019】なお図4および図5の実施例では、充電電
流がトランジスタQを通らないようにダイオードDb が
設けられているが、このダイオードDb は省略すること
も可能である。この場合には、コンデンサCへの充電電
流は、トランジスタQのベース・コレクタ接合を通ると
同時にダイオードDa を通ることになる。これによって
も、トランジスタQを通る充電電流が分散されることに
なるから、トランジスタQの最大定格電流以上の充電電
流が流れる大容量スイッチング電源にも適用できる。ま
たこの発明に係る回路構成に、更に補助バイパス路的に
図11(c) の構成を付加してもトランジスタQの小型化
が実現できる。図6にその実施例を示す。
In the embodiments of FIGS. 4 and 5, the diode Db is provided so that the charging current does not pass through the transistor Q, but the diode Db can be omitted. In this case, the charging current to the capacitor C will pass through the base Da and collector junction of the transistor Q and at the same time through the diode Da. Since this also disperses the charging current passing through the transistor Q, it can be applied to a large-capacity switching power supply in which a charging current equal to or higher than the maximum rated current of the transistor Q flows. Further, the transistor Q can be downsized even if the configuration of FIG. 11C is added to the circuit configuration according to the present invention as an auxiliary bypass path. FIG. 6 shows an example thereof.

【0020】以上では、ほぼスナバー回路部のみに着目
した実施例を説明したが、メインのスイッチング素子部
およびその制御部を具体化した実施例を次に説明する。
図7がその実施例のスイッチング電源回路であり、フラ
イバック型の自励式スイッチング電源回路である。Q1
がメインのスイッチング素子であるNPNトランジスタ
であり、エミッタに抵抗Re を介してトランスTの一次
巻線N1 と直列接続されている。このトランジスタQ1
を駆動するのが、補助巻線N3 である。トランジスタQ
1 のベースには、起動用コンデンサC3 、電流制限用の
インダクタンス素子Lおよび抵抗Rb が挿入されてい
る。トランジスタQ1 のベースと直流電源VINの正側端
子間には初期起動用の抵抗Rs が設けられている。
Although an embodiment focusing on only the snubber circuit section has been described above, an embodiment in which the main switching element section and its control section are embodied will be described below.
FIG. 7 shows a switching power supply circuit of that embodiment, which is a flyback type self-excited switching power supply circuit. Q1
Is an NPN transistor which is the main switching element, and is connected in series to the primary winding N1 of the transformer T via the resistor Re at the emitter. This transistor Q1
It is the auxiliary winding N3 that drives. Transistor Q
A starting capacitor C3, a current limiting inductance element L and a resistor Rb are inserted in the base of 1. An initial starting resistor Rs is provided between the base of the transistor Q1 and the positive terminal of the DC power source VIN.

【0021】トランジスタQ1 のベース側に設けられた
NPNトランジスタQ2 は、出力安定化のためにメイン
のトランジスタQ1 のオフ駆動をする補助トランジスタ
である。このトランジスタQ2 は、補助巻線N3 の中間
端子電圧とダイオードD2 ,コンデンサC2 を補助電源
とし、フォト・トランジスタP.Tr をスイッチング素
子としてベース駆動がなされるようになっている。フォ
ト・トランジスタP.Tr に光結合するフォト・ダイオ
ードPDiは、トランスTの二次側の負荷抵抗RL にツ
ェナー・ダイオードZDと共に直列接続されている。出
力電圧がある値以上になると、ツェナー・ダイオードZ
Dが導通し、これによりフォト・ダイオードPDi が駆
動される。フォト・ダイオードPDi の出力光により、
フォト・トランジスタP.Tr がオンになると、補助の
トランジスタQ2 がターンオンし、これによりメインの
トランジスタQ1 がターンオフするという帰還制御がな
される。
The NPN transistor Q2 provided on the base side of the transistor Q1 is an auxiliary transistor for turning off the main transistor Q1 for stabilizing the output. This transistor Q2 uses the intermediate terminal voltage of the auxiliary winding N3, the diode D2 and the capacitor C2 as an auxiliary power source, and the phototransistor P. Base drive is performed using Tr as a switching element. Phototransistor P. The photo diode PDi optically coupled to Tr is connected in series with the load resistance RL on the secondary side of the transformer T together with the Zener diode ZD. When the output voltage exceeds a certain value, Zener diode Z
D conducts, which drives the photodiode PDi. By the output light of the photo diode PDi,
Phototransistor P. When Tr is turned on, the auxiliary transistor Q2 is turned on, which causes feedback control that the main transistor Q1 is turned off.

【0022】メインスイッチであるトランジスタQ1 の
コレクタ・エミッタ間には、コンデンサC6 と抵抗Rx
からなる微分回路が形成されている。この微分回路は、
トランジスタQ1 のターンオフを加速して、ターンオフ
時の電力損失を低減するためのものである。トランスT
の一次巻線N1 の直流電源正側端子と中間端子間に設け
られたコンデンサC5 、NPNトランジスタQ3 、およ
び抵抗RT が、スイッチング・スナバー回路を構成して
いる。一次巻線N1 のトランジスタQ1 側の一部が、ス
ナバー回路のトランジスタQ3 のベース駆動を行う補助
電源用巻線として用いられている。
A capacitor C6 and a resistor Rx are placed between the collector and emitter of the transistor Q1 which is the main switch.
A differentiation circuit consisting of is formed. This differentiator circuit
This is to accelerate the turn-off of the transistor Q1 and reduce the power loss at the turn-off. Transformer T
The capacitor C5, the NPN transistor Q3, and the resistor RT provided between the positive side terminal of the DC winding of the primary winding N1 and the intermediate terminal form a switching snubber circuit. A part of the primary winding N1 on the transistor Q1 side is used as an auxiliary power supply winding for driving the base of the transistor Q3 of the snubber circuit.

【0023】この実施例のスイッチング電源回路の動作
を、図8の動作波形を参照しながら説明する。回路がオ
ンすると、入力直流電源から起動用抵抗Rs を介してメ
インのトランジスタQ1 のベースに電流が供給される。
このとき、トランジスタQ1 のベースと補助巻線N3 の
間にはコンデンサC3 があるため、補助巻線N3 に電流
が流れることはない。トランジスタQ1 がオンすると、
トランスTの巻線N1 に電流が流れ始め、これにより補
助巻線N3 にも電流が流れ始めて、補助巻線N3 にトラ
ンジスタQ1 を順バイアスする起電力が生じる。この正
帰還ループによって一次巻線N1 の電流は徐々に増大し
ていく。この間、スナバー回路のトランジスタQ3 はオ
フであって、コンデンサC5 への充電はない。
The operation of the switching power supply circuit of this embodiment will be described with reference to the operation waveforms of FIG. When the circuit is turned on, current is supplied from the input DC power source to the base of the main transistor Q1 via the starting resistor Rs.
At this time, since there is the capacitor C3 between the base of the transistor Q1 and the auxiliary winding N3, no current flows in the auxiliary winding N3. When the transistor Q1 turns on,
A current starts to flow in the winding N1 of the transformer T, and a current also starts to flow in the auxiliary winding N3, and an electromotive force that forward biases the transistor Q1 is generated in the auxiliary winding N3. Due to this positive feedback loop, the current in the primary winding N1 gradually increases. During this period, the transistor Q3 of the snubber circuit is off and the capacitor C5 is not charged.

【0024】またこの間、トランジスタQ1 に供給され
るベース電流波形は、インダクタンス素子Lの働きによ
って、徐々に上昇するコレクタ電流波形と相似形となる
ように、インダクタンス素子Lの大きさが設定されてい
る。これにより、トランジスタQ1 がオンの時の初期に
無駄なベース電流を流すことがなくなる。またトランス
Tの二次側では、ダイオードD1 がカットオフであるた
め、二次巻線N2 に電流は流れない。
During this period, the size of the inductance element L is set so that the base current waveform supplied to the transistor Q1 becomes similar to the collector current waveform that gradually increases due to the action of the inductance element L. . As a result, useless base current does not flow in the initial stage when the transistor Q1 is on. On the secondary side of the transformer T, since the diode D1 is cut off, no current flows in the secondary winding N2.

【0025】トランジスタQ1 のコレクタ電流Ic が所
定値に達し、抵抗Re の端子電圧が補助のトランジスタ
Q2 をオンさせ得る値になると、トランジスタQ2 がタ
ーンオンする。このとき、コンデンサC6 と抵抗Rx か
らなる微分回路がトランジスタQ1 のコレクタ電位変動
をとらえてトランジスタQ2 のベース駆動を加速するこ
とで、トランジスタQ2 のターンオンが加速される。そ
してトランジスタQ2がオンすることで、メインのトラ
ンジスタQ1 がターンオフする。なおトランジスタQ2
は前述のように、出力によっても帰還制御されている。
即ち出力電圧が規定値より大きくなろうとすると、フォ
ト・トランジスタP.Tr がオンして、トランジスタQ
2 をオンにする。従って、負荷が軽くなる程、メインの
トランジスタQ1 のターンオフのタイミングが早くなる
という制御がなされる。トランジスタQ1 のコレクタ電
流ピークは、最大定格電流を考慮してエミッタ抵抗Re
により設定される。
When the collector current Ic of the transistor Q1 reaches a predetermined value and the terminal voltage of the resistor Re reaches a value capable of turning on the auxiliary transistor Q2, the transistor Q2 turns on. At this time, the differentiation circuit composed of the capacitor C6 and the resistor Rx catches the collector potential variation of the transistor Q1 and accelerates the base drive of the transistor Q2, so that the turn-on of the transistor Q2 is accelerated. When the transistor Q2 turns on, the main transistor Q1 turns off. The transistor Q2
As described above, the feedback control is also performed by the output.
That is, when the output voltage is about to exceed the specified value, the phototransistor P. Tr turns on and transistor Q
Turn on 2. Therefore, the control is performed such that the lighter the load, the earlier the turn-off timing of the main transistor Q1. The collector current peak of the transistor Q1 is the emitter resistance Re considering the maximum rated current.
Set by.

【0026】トランジスタQ1 がオフになると、トラン
スTの一次巻線N1 のループは実質オープンになり、一
次巻線N1 に蓄積された磁気エネルギーが二次側に放出
される。二次巻線N2 に発生する起電力はダイオードD
1 をオンさせる極性であり、二次巻線N2 のインダクタ
ンスとコンデンサC1 の積分回路によってコンデンサC
1 に蓄電がなされ、出力電圧が増大する。このトランジ
スタQ1 のオフ時に、スイッチング・スナバー回路が働
く。トランジスタQ1 がオフになった初期に、一次巻線
N1 の蓄積エネルギーの一部がトランジスタQ3 のベー
ス・コレクタ接合を介してコンデンサC5 に充電され
る。充電が終了した後、トランジスタQ3 と抵抗RT の
経路で充電エネルギーが放出され、一次巻線N1 の中間
端子からトランスTに回生される。回生電流が飽和値に
達して、トランジスタQ3 が自動的にターンオフするこ
とは、前述の通りである。
When the transistor Q1 is turned off, the loop of the primary winding N1 of the transformer T is substantially opened, and the magnetic energy stored in the primary winding N1 is released to the secondary side. The electromotive force generated in the secondary winding N2 is diode D
It has the polarity to turn on 1, and the capacitor C is connected by the inductance of the secondary winding N2 and the integrating circuit of the capacitor C1.
The power is stored in 1 and the output voltage increases. The switching snubber circuit operates when the transistor Q1 is off. In the initial stage when the transistor Q1 is turned off, a part of the energy stored in the primary winding N1 is charged in the capacitor C5 through the base-collector junction of the transistor Q3. After the charging is completed, the charging energy is released through the path of the transistor Q3 and the resistor RT and is regenerated to the transformer T from the intermediate terminal of the primary winding N1. As described above, the regenerative current reaches the saturation value and the transistor Q3 is automatically turned off.

【0027】トランスTの一次巻線N1 の蓄積エネルギ
ーが二次側に放出され尽くすと、二次側のダイオードD
1 がオフになり、二次巻線N2 がオープンとなる。これ
により二次巻線N2 に起電力が発生し、これが帰還巻線
N3 に伝達されて、再度メインのトランジスタQ1 をオ
ンさせる。以下、同様の動作でトランジスタQ1 のオ
ン,オフが繰り返される。
When the energy stored in the primary winding N1 of the transformer T is exhausted to the secondary side, the diode D on the secondary side is discharged.
1 is turned off and the secondary winding N2 is opened. As a result, an electromotive force is generated in the secondary winding N2, which is transmitted to the feedback winding N3 to turn on the main transistor Q1 again. Thereafter, the transistor Q1 is repeatedly turned on and off by the same operation.

【0028】なお以上では専ら、フライバック型のスイ
ッチング電源を説明したが、この発明はこれに限られる
ものではなく、二次側がフォワード型のスイッチング電
源回路にも同様に適用することが可能である。
Although the flyback type switching power supply has been described above exclusively, the present invention is not limited to this, and is similarly applicable to a forward side switching power supply circuit. .

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複雑な
タイミング回路を要せず、自動的にスナバー回路のスイ
ッチング素子をターンオフできる一定回生電流型のスイ
ッチング・スナバー回路を持つスイッチング電源回路が
得られる。
As described above, according to the present invention, there is provided a switching power supply circuit having a constant regenerative current type switching snubber circuit capable of automatically turning off the switching element of the snubber circuit without requiring a complicated timing circuit. can get.

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

【図1】 この発明の一実施例のスイッチング電源回路
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施例の動作波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of the same embodiment.

【図3】 同実施例のスナバー回路の動作を説明するた
めの図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the snubber circuit according to the same embodiment.

【図4】 別の実施例のスイッチング電源回路を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a switching power supply circuit according to another embodiment.

【図5】 更に別の実施例のスイッチング電源回路を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a switching power supply circuit of still another embodiment.

【図6】 更に別の実施例のスイッチング電源回路を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a switching power supply circuit of still another embodiment.

【図7】 具体化した実施例のスイッチング電源回路を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a switching power supply circuit according to a specific embodiment.

【図8】 同実施例の回路の動作波形図である。FIG. 8 is an operation waveform diagram of the circuit of the embodiment.

【図9】 スイッチング電源の基本構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a basic configuration of a switching power supply.

【図10】 スイッチング電源のリンギングを説明する
波形図である。
FIG. 10 is a waveform diagram illustrating ringing of the switching power supply.

【図11】 従来のスナバー回路構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a conventional snubber circuit configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

T…トランス、Nf …補助電源用巻線、SW…スイッチ
ング素子、D…ダイオード、COUT …出力用コンデン
サ、Q…NPNトランジスタ、R…抵抗、C…コンデン
サ。
T ... Transformer, Nf ... Auxiliary power supply winding, SW ... Switching element, D ... Diode, COUT ... Output capacitor, Q ... NPN transistor, R ... Resistor, C ... Capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電圧源にオン,オフ制御されるスイ
ッチング素子を介して接続されたトランス、このトラン
スの二次側に設けられた整流平滑手段、および前記スイ
ッチング素子のターンオフ時に生じる電圧ノイズを吸収
するスナバー回路を有するスイッチング電源回路におい
て、前記スナバー回路は、 前記トランスの余分なエネルギーを吸収するための一端
が基準電位に設定されたコンデンサと、 このコンデンサの他端にコレクタが接続され、エミッタ
が抵抗を介して前記トランスの一次側の所定端子に接続
され、かつベースに前記スイッチング素子のターンオフ
時に前記トランスの一次側に得られる一定電圧がバイア
スとして与えられるように構成された定電流回路とを備
え、 前記コンデンサに蓄積されたエネルギーが前記バイポー
ラトランジスタを介して前記トランスに回生され、回生
電流が飽和することにより前記バイポーラトランジスタ
が自動的にオフとなることを特徴とするスイッチング電
源回路。
1. A transformer connected to a DC voltage source via a switching element controlled to be turned on and off, a rectifying / smoothing means provided on a secondary side of the transformer, and a voltage noise generated when the switching element is turned off. In a switching power supply circuit having a snubber circuit that absorbs, the snubber circuit includes a capacitor whose one end for absorbing excess energy of the transformer is set to a reference potential, and a collector connected to the other end of the capacitor, and an emitter. A constant current circuit connected to a predetermined terminal on the primary side of the transformer via a resistor, and a constant voltage circuit obtained by applying a constant voltage obtained on the primary side of the transformer as a bias to the base when the switching element is turned off; The energy stored in the capacitor is A switching power supply circuit characterized in that the bipolar transistor is automatically turned off by being regenerated by the transformer through a transistor and saturating a regenerative current.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015259A (en) * 1999-06-30 2001-01-19 Toshiba Corp Microwave oven
US7542264B2 (en) 2005-12-27 2009-06-02 Taiyo Yuden Co., Ltd. Capacitor block and laminated board

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015259A (en) * 1999-06-30 2001-01-19 Toshiba Corp Microwave oven
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