JPH07241073A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JPH07241073A
JPH07241073A JP2942994A JP2942994A JPH07241073A JP H07241073 A JPH07241073 A JP H07241073A JP 2942994 A JP2942994 A JP 2942994A JP 2942994 A JP2942994 A JP 2942994A JP H07241073 A JPH07241073 A JP H07241073A
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voltage
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switching
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Seiichi Takahashi
清一 高橋
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enhance the circuit efficiency by precharging a capacitor with a voltage induced in an auxiliary winding of a transformer and operating a switching control circuit with an output voltage from the capacitor when the output voltage from the auxiliary winding drops thereby reducing loss of a starting resistor. CONSTITUTION:When a voltage detector 301 detects output voltage drop of an auxiliary rectifying circuit 120 due to decrease of the duty ratio of ON/OFF control signal for a switching element 14 delivered from a PWM control section 20, a switch control circuit 302 opens a switch K2 and closes a switch K3. Consequently, the output voltage from a charging capacitor C1 is fed through the switch K3 to the power supply terminal Vcc at the control section 20. Since the control section 20 can sustain the operation with an operating voltage fed from the charging capacitor C1 even if the output voltage from the auxiliary rectifying circuit 120 drops somewhat, significant loss is not generated in the starting circuit 8.

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、スイッチング電源装置
に関し、さらに詳しくは、損失を低減することが出来る
スイッチング電源装置に関する。特に、DC−DCコン
バータに有用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to a switching power supply device capable of reducing loss. In particular, it is useful for a DC-DC converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、従来のフォワード型のスイッチ
ング電源装置の一例を示す回路図である。このスイッチ
ング電源装置501において、電源スイッチSが閉じら
れて直流電源1が投入されると、起動回路8が動作す
る。すなわち、抵抗3を通じてツェナーダイオード4に
電流が流れるので、ツェナー電圧がトランジスタ6のベ
ースに加わる。すると、トランジスタ6がターンオンす
るので、起動抵抗5とダイオード7に電流が流れ、PW
M制御部20の電源端子Vccに動作電圧が供給され
る。これにより、PWM制御部20は動作を開始し、オ
ン・オフ制御信号Vbをスイッチング素子14に送り、
スイッチング素子14をオン・オフする。スイッチング
素子14がオン・オフすると、変圧器9の1次巻線10
に断続的に直流電流が流れ、2次巻線11および補助巻
線12に電圧が発生する。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a conventional forward type switching power supply device. In this switching power supply device 501, when the power switch S is closed and the DC power supply 1 is turned on, the starting circuit 8 operates. That is, since a current flows through the Zener diode 4 through the resistor 3, the Zener voltage is applied to the base of the transistor 6. Then, since the transistor 6 is turned on, a current flows through the starting resistor 5 and the diode 7, and the PW
The operating voltage is supplied to the power supply terminal Vcc of the M control unit 20. As a result, the PWM control unit 20 starts its operation and sends the on / off control signal Vb to the switching element 14,
The switching element 14 is turned on / off. When the switching element 14 is turned on / off, the primary winding 10 of the transformer 9
A DC current flows intermittently in the secondary winding 11 and a voltage is generated in the secondary winding 11 and the auxiliary winding 12.

【0003】前記2次巻線11に現れた電圧は、整流ダ
イオード21と,還流ダイオード22と,チョークコイ
ル23と,平滑コンデンサ24とを通じて整流・平滑さ
れ、出力電圧Voが負荷(図示せず)に出力される。
The voltage appearing in the secondary winding 11 is rectified and smoothed through a rectifying diode 21, a freewheeling diode 22, a choke coil 23 and a smoothing capacitor 24, and an output voltage Vo is loaded (not shown). Is output to.

【0004】一方、前記補助巻線12に誘起された電圧
は、補助整流回路120により整流・平滑される。すな
わち、整流ダイオード16と,還流ダイオード17と,
チョークコイル18と平滑コンデンサ19により整流さ
れ、PWM制御部20の電源端子Vccに供給される。
この電圧は、起動回路8から供給される電圧よりも安定
であり、PWM制御部20を安定に動作させる。
On the other hand, the voltage induced in the auxiliary winding 12 is rectified and smoothed by the auxiliary rectifier circuit 120. That is, the rectifying diode 16, the free wheeling diode 17,
It is rectified by the choke coil 18 and the smoothing capacitor 19 and supplied to the power supply terminal Vcc of the PWM control unit 20.
This voltage is more stable than the voltage supplied from the starting circuit 8 and causes the PWM control unit 20 to operate stably.

【0005】出力電圧Voは、出力誤差検出部25およ
びフォトカプラ26を介してPWM制御部20にフィー
ドバックされ、PWM制御部20は、オン・オフ信号V
bのデューティ比を制御し、出力電圧Voを安定化す
る。
The output voltage Vo is fed back to the PWM controller 20 via the output error detector 25 and the photocoupler 26, and the PWM controller 20 turns on / off the signal V.
The duty ratio of b is controlled to stabilize the output voltage Vo.

【0006】補助整流回路120から出力される電圧
は、起動回路8から出力される電圧よりも高いので、ダ
イオード7は逆バイアスされ、起動回路8は動作を停止
する。このとき、起動回路8での消費電力は最小とな
り、抵抗3とツェナーダイオード4の損失だけですむ。
オン・オフ信号Vbのデューティ比が小さくなるなどし
て、補助巻線12に十分な電圧が発生しなくなると、補
助整流回路120から出力される電圧が低下する。する
と、ダイオード7が順バイアス状態になり、再び起動回
路8が動作し、起動回路8からPWM制御部20に電圧
が供給される。
Since the voltage output from the auxiliary rectifier circuit 120 is higher than the voltage output from the starting circuit 8, the diode 7 is reverse biased and the starting circuit 8 stops its operation. At this time, the power consumption in the starting circuit 8 becomes the minimum, and only the loss of the resistor 3 and the Zener diode 4 is required.
When a sufficient voltage is not generated in the auxiliary winding 12 due to a decrease in the duty ratio of the on / off signal Vb, the voltage output from the auxiliary rectifier circuit 120 decreases. Then, the diode 7 is in the forward bias state, the starting circuit 8 operates again, and the voltage is supplied from the starting circuit 8 to the PWM control unit 20.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、直流電源1
の電圧はPWM制御部20の動作電圧より大幅に高いの
で、起動回路8が動作したときには、起動抵抗5が分担
する電圧が大きくなり、起動抵抗5における損失が大き
くなる。例えば、起動回路8として、「トランジスタ技
術SPECIAL No.28 CQ出版社」の158
ページに掲載されている起動回路を用いたときには、定
格入力時において起動抵抗5での損失は5.1Wにもな
る。そこで、本発明の目的は、上記起動抵抗による損失
を低減できるようにしたスイッチング電源装置を提供す
ることにある。
However, the DC power supply 1
Since the voltage of 1 is significantly higher than the operating voltage of the PWM control unit 20, when the starting circuit 8 operates, the voltage shared by the starting resistor 5 becomes large and the loss in the starting resistor 5 becomes large. For example, as the start-up circuit 8, 158 of "Transistor Technology SPECIAL No. 28 CQ Publisher" is used.
When the starting circuit shown on the page is used, the loss in the starting resistor 5 is 5.1 W at the rated input. Therefore, an object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of reducing the loss due to the starting resistance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源装置は、直流電源に変圧器の1次巻線およびスイッチ
ング素子を直列に接続し、前記直流電源と並列に起動回
路を接続し、起動時には前記起動回路からスイッチング
制御回路に動作電圧を供給し、定常時には前記変圧器の
補助巻線から補助整流回路を介して前記スイッチング制
御回路に動作電圧を供給し、そのスイッチング制御回路
により前記スイッチング素子をオン・オフして変圧器の
1次巻線に断続的に直流を供給し、前記変圧器の2次巻
線から出力を取り出すスイッチング電源装置において、
前記変圧器の補助巻線に誘起される電圧により充電され
るコンデンサを設けて、前記補助整流回路からの出力電
圧が低下したときには前記コンデンサから前記スイッチ
ング制御回路に動作電圧を供給し、前記コンデンサから
の出力電圧が低下したときには前記起動回路から前記ス
イッチング制御回路に動作電圧を供給することを構成上
の特徴とするものである。
In the switching power supply device of the present invention, a primary winding of a transformer and a switching element are connected in series to a direct current power supply, and a starting circuit is connected in parallel with the direct current power supply. An operating voltage is supplied from the starting circuit to the switching control circuit, and in a steady state, the operating voltage is supplied from the auxiliary winding of the transformer to the switching control circuit via an auxiliary rectifier circuit, and the switching control circuit operates the switching element. In a switching power supply device which is turned on / off to intermittently supply a direct current to a primary winding of a transformer and takes out an output from a secondary winding of the transformer,
A capacitor charged by the voltage induced in the auxiliary winding of the transformer is provided, and when the output voltage from the auxiliary rectifier circuit drops, an operating voltage is supplied from the capacitor to the switching control circuit, Is characterized in that an operating voltage is supplied from the starting circuit to the switching control circuit when the output voltage of the device is reduced.

【0009】[0009]

【作用】本発明のスイッチング電源装置では、変圧器の
補助巻線に現れた電圧によりコンデンサを充電し、補助
巻線側の補助整流回路からの出力電圧が低下したときに
は、コンデンサからスイッチング制御回路に動作電圧を
供給する。このため、スイッチング制御回路は、補助整
流回路からの出力電圧が少しぐらい低下しても、コンデ
ンサから供給される動作電圧により動作し続けられるよ
うになり、起動回路を再動作させる必要がなくなり、起
動回路で大きな損失を発生させずにすむ。なお、コンデ
ンサからの出力電圧が低下したときには、再び起動回路
が接続され、起動回路からスイッチング制御回路に動作
電圧が供給される。
In the switching power supply device of the present invention, the capacitor is charged by the voltage appearing in the auxiliary winding of the transformer, and when the output voltage from the auxiliary rectifying circuit on the auxiliary winding side drops, the capacitor changes to the switching control circuit. Supply operating voltage. Therefore, the switching control circuit can continue to operate with the operating voltage supplied from the capacitor even if the output voltage from the auxiliary rectifier circuit drops a little, and there is no need to re-start the starting circuit. Avoids large losses in the circuit. When the output voltage from the capacitor decreases, the starting circuit is connected again, and the operating voltage is supplied from the starting circuit to the switching control circuit.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図に示す実施例により本発明をさらに
詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the examples shown in the drawings. The present invention is not limited to this.

【0011】−第1実施例− 図1は、本発明の第1実施例のスイッチング電源装置1
01を示すブロック図である。このスイッチング電源装
置101において、直流電源1と、電源スイッチSと、
変圧器9の1次巻線と、スイッチング素子14とは直列
に接続されている。
First Embodiment FIG. 1 shows a switching power supply device 1 according to a first embodiment of the present invention.
It is a block diagram showing 01. In this switching power supply device 101, a DC power supply 1, a power switch S,
The primary winding of the transformer 9 and the switching element 14 are connected in series.

【0012】また、前記電源スイッチSと前記変圧器9
の1次巻線の接続点は、起動回路8および開閉器K1を
介して、PWM制御部20の電源端子Vccに接続され
ている。前記変圧器9の2次巻線には、整流・平滑回路
H1が接続され、その整流・平滑回路H1から電圧Vo
が負荷(図示せず)に出力されている。
Further, the power switch S and the transformer 9
The connection point of the primary winding is connected to the power supply terminal Vcc of the PWM control unit 20 via the starting circuit 8 and the switch K1. A rectifying / smoothing circuit H1 is connected to the secondary winding of the transformer 9, and a voltage Vo is applied from the rectifying / smoothing circuit H1.
Is output to the load (not shown).

【0013】前記出力電圧Voは、出力誤差検出部25
およびフォトカプラ26を介して、前記PWM制御部2
0にフィードバックされている。
The output voltage Vo is output to the output error detector 25.
And the PWM control unit 2 via the photo coupler 26.
It is fed back to 0.

【0014】前記変圧器9の補助巻線は、補助整流回路
120および開閉器K2を介して、前記PWM制御部2
0の電源端子Vccに接続されている。また、前記変圧
器9の補助巻線は、充電用ダイオードD1を介して、充
電用コンデンサC1に接続されている。さらに、前記充
電用ダイオードD1と前記充電用コンデンサC1の接続
点は、開閉器K3を介して、前記PWM制御部20の電
源端子Vccに接続されている。
The auxiliary winding of the transformer 9 is connected to the PWM control unit 2 via an auxiliary rectifier circuit 120 and a switch K2.
0 power supply terminal Vcc. The auxiliary winding of the transformer 9 is connected to the charging capacitor C1 via the charging diode D1. Further, the connection point between the charging diode D1 and the charging capacitor C1 is connected to the power supply terminal Vcc of the PWM control unit 20 via the switch K3.

【0015】前記補助整流回路120からの出力電圧お
よび前記充電用コンデンサC1からの出力電圧は、電圧
検出器301に入力される。その電圧検出器301の出
力は、前記開閉器K1〜K3の開閉を制御する開閉器制
御回路302に接続されている。
The output voltage from the auxiliary rectifying circuit 120 and the output voltage from the charging capacitor C1 are input to the voltage detector 301. The output of the voltage detector 301 is connected to a switch control circuit 302 that controls the opening and closing of the switches K1 to K3.

【0016】次に、このスイッチング電源装置101の
動作について説明する。初期状態では、開閉器K1は閉
じられ、開閉器K2およびK3は開かれている。電源ス
イッチSが閉じられた時の実質的な回路構成を、図2に
示す。このとき、起動回路8が動作し、PWM制御部2
0の電源端子Vccに動作電圧が供給される。これによ
り、PWM制御部20は動作を開始し、オン・オフ制御
信号Vbをスイッチング素子14に送り、スイッチング
素子14をオン・オフする。スイッチング素子14がオ
ン・オフすると、変圧器9の1次巻線に断続的に直流電
流が流れ、補助巻線および2次巻線に電圧が発生する。
2次巻線に発生した電圧は、整流・平滑回路H1で整流
・平滑され、出力電圧Voが負荷に出力される。
Next, the operation of the switching power supply device 101 will be described. In the initial state, the switch K1 is closed and the switches K2 and K3 are open. FIG. 2 shows a substantial circuit configuration when the power switch S is closed. At this time, the start-up circuit 8 operates and the PWM control unit 2
The operating voltage is supplied to the power supply terminal Vcc of 0. As a result, the PWM control unit 20 starts its operation, sends the on / off control signal Vb to the switching element 14, and turns on / off the switching element 14. When the switching element 14 is turned on / off, a direct current intermittently flows in the primary winding of the transformer 9, and a voltage is generated in the auxiliary winding and the secondary winding.
The voltage generated in the secondary winding is rectified and smoothed by the rectification / smoothing circuit H1, and the output voltage Vo is output to the load.

【0017】PWM制御部20が起動されると、開閉器
制御回路302は、開閉器K1を開き、開閉器K2を閉
じる。この時の実質的な回路構成を、図3に示す。補助
巻線に誘起された電圧は、補助整流回路120により整
流され平滑され、開閉器K2を介して、PWM制御部2
0の電源端子Vccに供給される。この電圧は、起動回
路8から供給される電圧よりも安定であり、PWM制御
部20を安定に動作させる。また、前記補助巻線に誘起
された電圧は、充電用ダイオードD1を通じて充電用コ
ンデンサC1に与えられ、充電用コンデンサC1を充電
する。
When the PWM control section 20 is activated, the switch control circuit 302 opens the switch K1 and closes the switch K2. The substantial circuit configuration at this time is shown in FIG. The voltage induced in the auxiliary winding is rectified and smoothed by the auxiliary rectifier circuit 120, and the PWM control unit 2 is switched through the switch K2.
0 to the power supply terminal Vcc. This voltage is more stable than the voltage supplied from the starting circuit 8 and causes the PWM control unit 20 to operate stably. Further, the voltage induced in the auxiliary winding is given to the charging capacitor C1 through the charging diode D1 to charge the charging capacitor C1.

【0018】オン・オフ制御信号Vbのデューティ比が
小さくなるなどして、補助整流回路120からの出力電
圧が低下したことが電圧検出器301により検出される
と、開閉器制御回路302は、開閉器K2を開いて、開
閉器K3を閉じる。この時の実質的な回路構成を、図4
に示す。このとき、充電用コンデンサC1からの出力電
圧が、開閉器K3を介して、PWM制御部20の電源端
子Vccに供給される。
When the voltage detector 301 detects that the output voltage from the auxiliary rectifier circuit 120 has dropped due to a decrease in the duty ratio of the on / off control signal Vb, the switch control circuit 302 causes the switch control circuit 302 to switch. Open the device K2 and close the switch K3. The substantial circuit configuration at this time is shown in FIG.
Shown in. At this time, the output voltage from the charging capacitor C1 is supplied to the power supply terminal Vcc of the PWM control unit 20 via the switch K3.

【0019】さらに、充電用コンデンサC1からの出力
電圧が所定値よりも低下したことが電圧検出器301に
より検出されると、開閉器制御回路302は、開閉器K
3を開き、開閉器K1を閉じる。この時の実質的な回路
構成を、図5に示す。このとき、直流電源1により起動
回路8が再動作し、起動回路8からPWM制御部20に
動作電圧が供給される。
Further, when the voltage detector 301 detects that the output voltage from the charging capacitor C1 has dropped below a predetermined value, the switch control circuit 302 causes the switch K to switch.
3 is opened and the switch K1 is closed. The substantial circuit configuration at this time is shown in FIG. At this time, the DC power source 1 causes the starting circuit 8 to operate again, and the operating voltage is supplied from the starting circuit 8 to the PWM control unit 20.

【0020】以上のスイッチング電源装置101では、
PWM制御部20は、補助整流回路120からの出力電
圧が少しぐらい低下しても、充電用コンデンサC1から
供給される動作電圧により動作し続けられるようにな
り、起動回路8を再動作させる必要がなくなり、起動回
路8で大きな損失を発生させずにすむ。
In the above switching power supply device 101,
Even if the output voltage from the auxiliary rectifier circuit 120 is slightly lowered, the PWM control unit 20 can continue to operate with the operating voltage supplied from the charging capacitor C1, and it is necessary to restart the starting circuit 8. Therefore, the starting circuit 8 does not have to generate a large loss.

【0021】−第2実施例− 図6は、本発明の第2実施例のスイッチング電源装置の
回路図である。このスイッチング電源装置201は、次
の3点が、図8に示した従来のスイッチング電源装置5
01とは異なる。 電源スイッチSと起動回路8との間に開閉器34を設
けた点。 補助巻線12の一端に充電用ダイオード27のアノー
ドを接続し、その充電用ダイオード27のカソードとグ
ランドとの間に充電用コンデンサ28を接続し、その充
電用コンデンサ28の一端に逆流防止用ダイオード29
のアノードを接続し、その逆流防止用ダイオード29の
カソードを起動抵抗5の一端に接続した点。 前記充電用コンデンサ28に電圧検出器32を接続
し、その電圧検出器32に開閉器制御回路35を接続
し、その開閉器制御回路35により前記開閉器K1の開
閉を制御する点。
-Second Embodiment- FIG. 6 is a circuit diagram of a switching power supply device according to a second embodiment of the present invention. This switching power supply device 201 has the following three points as the conventional switching power supply device 5 shown in FIG.
Different from 01. A switch 34 is provided between the power switch S and the starting circuit 8. An anode of the charging diode 27 is connected to one end of the auxiliary winding 12, a charging capacitor 28 is connected between the cathode of the charging diode 27 and the ground, and a backflow prevention diode is connected to one end of the charging capacitor 28. 29
Is connected to the anode and the cathode of the backflow prevention diode 29 is connected to one end of the starting resistor 5. A voltage detector 32 is connected to the charging capacitor 28, a switch control circuit 35 is connected to the voltage detector 32, and the switch control circuit 35 controls the opening / closing of the switch K1.

【0022】次に、このスイッチング電源装置201の
動作について説明する。初期状態では、開閉器34は閉
じられている。電源スイッチSが閉じられると、起動回
路8が動作する。すなわち、抵抗3を通じてツェナーダ
イオード4に電流が流れ、ツェナー電圧Vzがトランジ
スタ6のベースに加わる。すると、トランジスタ6がタ
ーンオンするので、起動抵抗5とダイオード7に電流が
流れ、PWM制御部20の電源端子Vccに動作電圧が
供給される。
Next, the operation of this switching power supply device 201 will be described. In the initial state, the switch 34 is closed. When the power switch S is closed, the starting circuit 8 operates. That is, a current flows through the Zener diode 4 through the resistor 3 and the Zener voltage Vz is applied to the base of the transistor 6. Then, since the transistor 6 is turned on, a current flows through the starting resistor 5 and the diode 7, and the operating voltage is supplied to the power supply terminal Vcc of the PWM control unit 20.

【0023】ダイオード7のアノード電圧VSUB1
は、トランジスタ6のベース−エミッタ間電圧をVBE
とすると VSUB1=Vz−VBE で示される。数値例を示せば、Vz=12V,VBE=
0.7V,VF=0.6Vのとき、VSUB1=10.
7Vである。
Anode voltage VSUB1 of diode 7
Is the base-emitter voltage of the transistor 6 which is VBE.
Then, VSUB1 = Vz−VBE. If numerical examples are shown, Vz = 12V, VBE =
When 0.7V and VF = 0.6V, VSUB1 = 10.
It is 7V.

【0024】これにより、PWM制御部20は動作を開
始し、オン・オフ制御信号Vbをスイッチング素子14
に送り、スイッチング素子14をオン・オフする。スイ
ッチング素子14がオン・オフすると、変圧器9の1次
巻線10に断続的に電流が流れ、2次巻線11および補
助巻線12に電圧が発生する。
As a result, the PWM control section 20 starts its operation and outputs the ON / OFF control signal Vb to the switching element 14.
To turn on / off the switching element 14. When the switching element 14 is turned on / off, a current intermittently flows in the primary winding 10 of the transformer 9, and a voltage is generated in the secondary winding 11 and the auxiliary winding 12.

【0025】前記2次巻線11に発生した電圧は、整流
ダイオード21と,還流ダイオード22と,チョークコ
イル23と,平滑コンデンサ24を通じて整流・平滑さ
れ、出力電圧Voが負荷に出力される。
The voltage generated in the secondary winding 11 is rectified and smoothed through the rectifying diode 21, the free wheeling diode 22, the choke coil 23, and the smoothing capacitor 24, and the output voltage Vo is output to the load.

【0026】一方、前記補助巻線12に発生した電圧
は、補助整流回路120により整流され、PWM制御部
20の電源端子Vccに供給される。この電圧VSUB
2は、起動回路から供給される電圧よりも安定であり、
PWM制御部20を安定に動作させる。電圧VSUB2
は、スイッチング素子14がオン・オフする周期をT、
オン期間をTONとすれば、 VSUB2≒(TON/T)×(n3/n1)×Vin で示される。数値例を示せば、n1=200、n3=6
0、Vin=100、T=25μs,TON=12.5μ
sのとき、VSUB2≒15Vである。VSUB2は、
前記VSUB1より高く設定される。このため、ダイオ
ード7は逆バイアスによりオフになり、また、トランジ
スタ6もオフになる。
On the other hand, the voltage generated in the auxiliary winding 12 is rectified by the auxiliary rectifying circuit 120 and supplied to the power supply terminal Vcc of the PWM control section 20. This voltage VSUB
2 is more stable than the voltage supplied by the starting circuit,
The PWM control unit 20 is operated stably. Voltage VSUB2
Is the cycle in which the switching element 14 is turned on and off, T,
If the ON period is TON, VSUB2≈ (TON / T) × (n3 / n1) × Vin. If numerical examples are shown, n1 = 200, n3 = 6
0, Vin = 100, T = 25μs, TON = 12.5μ
When s, VSUB2≈15V. VSUB2 is
It is set higher than the VSUB1. Therefore, the diode 7 is turned off by the reverse bias, and the transistor 6 is also turned off.

【0027】また、前記補助巻線12に発生した電圧
は、充電用ダイオード27を通じて充電用コンデンサ2
8に与えられ、充電用コンデンサ28を充電する。充電
用コンデンサ28の両端電圧V28は、トランジスタ6
がオフで充電用コンデンサ28から電流が流出しないた
め、直流電源1の電圧をVin,1次巻線10の巻線数
をn1,補助巻線12の巻線数をn3とすれば、 V28≒(n3/n1)×Vin になる。数値例を示せば、n1=200ターン,n3=
60ターン,Vin=100Vのとき、V28≒30V
である。
The voltage generated in the auxiliary winding 12 is supplied to the charging capacitor 2 through the charging diode 27.
8 to charge the charging capacitor 28. The voltage V28 across the charging capacitor 28 is the same as that of the transistor 6
Is off and no current flows from the charging capacitor 28, so if the voltage of the DC power supply 1 is Vin, the number of windings of the primary winding 10 is n1, and the number of windings of the auxiliary winding 12 is n3, then V28≈ (N3 / n1) × Vin. To show a numerical example, n1 = 200 turns, n3 =
When 60 turns and Vin = 100V, V28≈30V
Is.

【0028】充電用コンデンサ28の両端電圧V28が
所定電圧に達すると、開閉器制御回路35は、開閉器3
4を開く。
When the voltage V28 across the charging capacitor 28 reaches a predetermined voltage, the switch control circuit 35 causes the switch 3 to operate.
Open 4

【0029】PWM制御部20は、出力誤差検出部25
からフォトカプラ26を介してフィードバックされた誤
差信号に応じて、オン・オフ信号Vbのデューティ比を
制御し、出力電圧Voを安定化する。
The PWM control section 20 includes an output error detection section 25.
The duty ratio of the on / off signal Vb is controlled according to the error signal fed back from the photo coupler 26 to stabilize the output voltage Vo.

【0030】さて、負荷電流Ioが少なくなると、TON
が小さくなる。すると、補助整流回路120からの出力
電圧が低下する。そして、VSUB2がVSUB1より
低下すると、ダイオード7は順バイアスされ、起動回路
8が動作する。すると、トランジスタ6およびダイオー
ド7を介して、充電用コンデンサ28の両端電圧V28
がPWM制御部20の電源端子Vccに供給される。
Now, when the load current Io decreases, TON
Becomes smaller. Then, the output voltage from the auxiliary rectifier circuit 120 decreases. Then, when VSUB2 becomes lower than VSUB1, the diode 7 is forward biased and the starting circuit 8 operates. Then, via the transistor 6 and the diode 7, the voltage V28 across the charging capacitor 28 is applied.
Is supplied to the power supply terminal Vcc of the PWM control unit 20.

【0031】充電用コンデンサ28の両端電圧V28
(上述の数値例では30V)は、直流電源1の電圧Vi
n(上述の数値例では100V)よりも小さいので、起
動抵抗5で分担される電圧も小さくなり、起動抵抗5で
の損失は従来よりも小さくなる。
Voltage V28 across charging capacitor 28
(30V in the above numerical example) is the voltage Vi of the DC power supply 1.
Since it is smaller than n (100 V in the above-mentioned numerical example), the voltage shared by the starting resistor 5 is also small, and the loss in the starting resistor 5 is smaller than before.

【0032】補助整流回路120からの出力電圧がさら
に低下し、充電用コンデンサ28の両端電圧V28が所
定値よりも低下すると、その電圧低下が電圧検出器32
により検出され、開閉器制御回路302が、開閉器34
を閉じる。すると、起動回路8が再起動し、直流電源1
から起動回路8を介して、PWM制御部20に動作電圧
が供給される。
When the output voltage from the auxiliary rectifier circuit 120 further decreases and the voltage V28 across the charging capacitor 28 drops below a predetermined value, the voltage drop is detected by the voltage detector 32.
Is detected by the switch control circuit 302,
Close. Then, the starting circuit 8 is restarted and the DC power supply 1
The operating voltage is supplied to the PWM control unit 20 via the starting circuit 8.

【0033】図7に、上記第2実施例のスイッチング電
源装置201の消費電力と、従来例の消費電力を実測し
た結果のグラフを示す。横軸は、2次側巻線11から取
り出された負荷電流Ioである。縦軸は、PWM制御部
20の消費電力と補助整流回路120の消費電力の和で
ある。実線L1は、第2実施例にかかる特性を示す。破
線Laは、従来例の特性を示す。上記第2実施例のスイ
ッチング電源装置201では、負荷電流Ioが0.00
3A〜0.17Aの範囲であれば、充電用コンデンサ2
8からPWM制御部20に電力が供給されるので、消費
電力の和が1.4Wとなり、従来例の10.6Wよりも
小さくなっている。なお、直流電源1の電圧Vinは1
35V、変圧器9の1次巻線10の巻線数n1は14タ
ーン、2次巻線11の巻線数n2は7ターンで、補助巻
線12の巻線数n3は4ターン、チョークコイル18は
13μH、起動抵抗5=1.5KΩである。PWM制御
部20の消費電力は、動作電圧15Vが供給されたとき
に1Wである。
FIG. 7 shows a graph of the power consumption of the switching power supply 201 of the second embodiment and the power consumption of the conventional example. The horizontal axis represents the load current Io extracted from the secondary winding 11. The vertical axis represents the sum of the power consumption of the PWM control unit 20 and the power consumption of the auxiliary rectifier circuit 120. The solid line L1 shows the characteristic according to the second embodiment. The broken line La shows the characteristic of the conventional example. In the switching power supply device 201 of the second embodiment, the load current Io is 0.00
In the range of 3A to 0.17A, the charging capacitor 2
Since power is supplied from 8 to the PWM control unit 20, the sum of power consumption is 1.4 W, which is smaller than 10.6 W of the conventional example. The voltage Vin of the DC power supply 1 is 1
35V, the number of turns n1 of the primary winding 10 of the transformer 9 is 14 turns, the number of turns n2 of the secondary winding 11 is 7 turns, the number of turns n3 of the auxiliary winding 12 is 4 turns, and a choke coil 18 is 13 μH, and the starting resistance is 5 = 1.5 KΩ. The power consumption of the PWM control unit 20 is 1 W when the operating voltage of 15 V is supplied.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明のスイッチング電源装置によれ
ば、変圧器の補助巻線に誘起した電圧によりコンデンサ
を充電しておき、補助巻線からの出力電圧が低下したと
きには、前記コンデンサからの出力電圧を用いてスイッ
チング制御回路を動作させるので、起動抵抗における損
失を低減でき、従来よりも回路効率を向上することが出
来る。
According to the switching power supply device of the present invention, the capacitor is charged by the voltage induced in the auxiliary winding of the transformer, and when the output voltage from the auxiliary winding drops, the output from the capacitor is output. Since the switching control circuit is operated by using the voltage, the loss in the starting resistance can be reduced and the circuit efficiency can be improved as compared with the conventional case.

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

【図1】本発明の第1実施例のスイッチング電源装置を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のスイッチング電源装置の動作を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation of the switching power supply device of FIG.

【図3】図1のスイッチング電源装置の動作を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation of the switching power supply device of FIG.

【図4】図1のスイッチング電源装置の動作を示す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation of the switching power supply device of FIG.

【図5】図1のスイッチング電源装置の動作を示す説明
図である。
5 is an explanatory diagram showing an operation of the switching power supply device of FIG. 1. FIG.

【図6】本発明の第2実施例のスイッチング電源装置の
回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram of a switching power supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6のスイッチング電源装置および従来例の特
性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram of the switching power supply device of FIG. 6 and a conventional example.

【図8】従来のスイッチング電源装置を示す回路図であ
る。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201 スイッチング電源装置 1 直流電源 3 抵抗 4 ツェナーダイオード 5 起動抵抗 6 トランジスタ 7 ダイオード 8 起動回路 9 変圧器 10 1次巻線 11 2次巻線 12 補助巻線 14 スイッチング素子 16,21 整流ダイオード 17,22 還流ダイオード 18,23 チョークコイル 19,24 平滑コンデンサ 25 出力誤差検出部 26 フォトカプラ 27,D1 充電用ダイオード 28,C1 充電用コンデンサ 29 逆流防止用ダイオード 32,301 電圧検出器 34,K1〜K3 開閉器 35,302 開閉器制御回路 120 補助整流回路 S 電源スイッチ 101, 201 Switching power supply device 1 DC power supply 3 Resistance 4 Zener diode 5 Starting resistance 6 Transistor 7 Diode 8 Starting circuit 9 Transformer 10 Primary winding 11 Secondary winding 12 Auxiliary winding 14 Switching element 16, 21 Rectifying diode 17 , 22, freewheeling diode 18, 23 choke coil 19, 24 smoothing capacitor 25 output error detection unit 26 photocoupler 27, D1 charging diode 28, C1 charging capacitor 29 backflow prevention diode 32, 301 voltage detector 34, K1 to K3 Switch 35,302 Switch control circuit 120 Auxiliary rectifier circuit S Power switch

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源に変圧器の1次巻線およびスイ
ッチング素子を直列に接続し、前記直流電源と並列に起
動回路を接続し、起動時には前記起動回路からスイッチ
ング制御回路に動作電圧を供給し、定常時には前記変圧
器の補助巻線から補助整流回路を介して前記スイッチン
グ制御回路に動作電圧を供給し、そのスイッチング制御
回路により前記スイッチング素子をオン・オフして変圧
器の1次巻線に断続的に直流を供給し、前記変圧器の2
次巻線から出力を取り出すスイッチング電源装置におい
て、 前記変圧器の補助巻線に誘起される電圧により充電され
るコンデンサを設けて、前記補助整流回路からの出力電
圧が低下したときには前記コンデンサから前記スイッチ
ング制御回路に動作電圧を供給し、前記コンデンサから
の出力電圧が低下したときには前記起動回路から前記ス
イッチング制御回路に動作電圧を供給することを特徴と
するスイッチング電源装置。
1. A primary winding of a transformer and a switching element are connected in series to a DC power source, and a starting circuit is connected in parallel with the DC power source, and an operating voltage is supplied from the starting circuit to a switching control circuit at the time of starting. However, in a steady state, an operating voltage is supplied from the auxiliary winding of the transformer to the switching control circuit via an auxiliary rectifier circuit, and the switching element is turned on / off by the switching control circuit to turn on / off the primary winding of the transformer. DC is intermittently supplied to the
In a switching power supply device for extracting an output from a secondary winding, a capacitor charged by a voltage induced in an auxiliary winding of the transformer is provided, and when the output voltage from the auxiliary rectifier circuit decreases, the switching from the capacitor is performed. A switching power supply device, which supplies an operating voltage to a control circuit, and supplies the operating voltage from the starting circuit to the switching control circuit when the output voltage from the capacitor decreases.
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