JPH0759345A - トランス結合型スイッチング電源装置 - Google Patents

トランス結合型スイッチング電源装置

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JPH0759345A
JPH0759345A JP5205041A JP20504193A JPH0759345A JP H0759345 A JPH0759345 A JP H0759345A JP 5205041 A JP5205041 A JP 5205041A JP 20504193 A JP20504193 A JP 20504193A JP H0759345 A JPH0759345 A JP H0759345A
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JP
Japan
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power supply
circuit
capacitor
voltage
voltage control
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JP5205041A
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Sanefumi Kariya
実文 假屋
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TEC CORP
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Abstract

(57)【要約】 【目的】起動立上時間を大幅に短縮する。 【構成】電源生成回路17が、補助巻線PN2と直列接
続されたダイオードD2とコンデンサC2とからなる駆
動回路用電源回路18と、直列接続された第2のダイオ
ードD4と第2のコンデンサC5とを該コンデンサC2
と並列接続してなりかつ第2のダイオードD4と第2の
コンデンサC5との間から電圧制御回路用の直流電源
(Vcc2)を出力するように形成された電圧制御回路
用電源回路19と、から構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トランス結合型スイッ
チング電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3において、交流電源1に接続された
1次直流電源回路10と、負荷100に接続された2次
直流電源回路30とは、トランス20を介して結合接続
されている。この1次直流電源回路10は、整流回路
(ダイオードブリッジ)11と,平滑コンデンサC1
と,スイッチング素子Q3を含む駆動回路12と,自励
(または他励)発振型の電圧制御回路13と,電源生成
回路17Pとから形成されている。なお、2は電源開閉
スイッチ,3はノイズフィルタである。
【0003】駆動回路12は、駆動用トランジスタQ
1,Q2および抵抗R2を含むブースタ部と、抵抗R3
・R4,見掛けコンデンサCgを含む電圧調整部とから
なり、ON−OFF制御信号CNTによってスイッチン
グ素子Q3をON−OFF駆動する。駆動電流I4は、
下記するコンデンサC2から供給される。
【0004】電源生成回路17Pは、トランス20の補
助巻線PN2に接続されたダイオードD2とコンデンサ
C2とからなり、電圧制御回路13の直流電源(Vc
c)を生成出力する。この直流電源(Vcc)の電力供
給は補助巻線PN2からの電流I2によるが、この電流
I2を確保できない起動立上時つまり電源開閉スイッチ
2をONした直後は、電流回路11から前記抵抗R1を
通して供給される電流I1による。
【0005】電圧制御回路13は、例えばPWM・IC
から形成され、電源生成回路17Pからの直流電源(V
cc)で駆動され、2次側の安定化回路40から出力さ
れる電圧検出信号(f)をフィードバック信号fとして
連続発振し、駆動回路12にON−OFF制御信号CN
Tを出力する。
【0006】また、トランス20は、1次巻線PN1,
補助巻線PN2および2次巻線SN1とからなる。2次
直流電源回路30は、この2次巻線SN1に接続された
平滑コンデンサC3,C4とチョークコイルL1とを含
み、2次直流電源を生成し負荷100に供給する。2次
直流電源電圧が設定電圧以上となると、安定化回路40
が電圧検出信号(f)をフォトカプラPC1を介して1
次側の電圧制御回路13のへフィードバックする。
【0007】かかるトランス結合型スイッチング電源装
置では、電源開閉スイッチ2をONすると、電源生成回
路17Pに抵抗R1を通して電流I1が流れ、そのコン
デンサC2に充電される。すなわち、電圧制御回路13
の直流電源電圧Vccが図4に示すように徐々に上昇す
る。そして、直流電源電圧Vccが、その動作領域を規
定する下限動作電圧V2を越えると発振動作を行いON
−OFF制御信号CNTを出力する。図4のV3はその
上限動作電圧である。また、V1はスイッチング素子Q
3の下限動作電圧を示す。
【0008】ここに、駆動回路12は、ON−OFF制
御信号CNTに基づきそのスイッチング素子Q3をON
−OFF駆動する。したがって、トランス20(1次巻
線PN1,2次巻線SN2)を介して2次直流電源回路
30側に電力が供給されるから、負荷100に2次直流
電源電圧を印加することができる。この2次直流電源電
圧が負荷変動等により設定電圧値以上となると、安定化
回路40が働きフォトカプラPC1を介して電圧制御回
路13に電圧検出信号(f)をフィードバックする。こ
れにより、電圧制御回路13は、発振動作が強制的に停
止され、ON−OFF制御信号CNTの出力を消滅す
る。具体的には、スイッチング素子Q3を強制的にOF
Fとして電力供給を断つ。かくして、この繰返しによ
り、2次直流電源電圧を安定化できる。
【0009】電圧制御回路13の直流電源電圧Vcc
は、発振動作が連続的に行われている間は、補助巻線P
N2からの電力供給(電流I2)により確保される。し
たがって、電圧制御回路13は安定した発振動作が行え
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかるトラ
ンス結合型スイッチング電源装置においても、その使用
目的によっては電源投入から完全起動(連続発振)する
までの時間を、一段と短縮つまり急速に起動立上げした
いとの要請が強くなっている。したがって、電源生成回
路17PのコンデンサC2の容量を小さくすることが必
要となる。
【0011】しかし、起動立上時間短縮程度とコンデン
サC2の容量との整合性をいかに慎重に選択しても、従
来装置では次のような問題が内在する。すなわち、直流
電源電圧Vccが確立されて電圧制御回路13が発振動
作を開始すると同時的に、駆動回路12が駆動電流I4
を消費する。すると、小容量とされたコンデンサC2の
充電電荷は急速に放電されてしまう。すなわち、図4に
示す発振動作開始の時刻t1になると、直流電源電圧V
ccが急速に降下し、時間t2に至るまでに下限動作電
圧V2以下となってしまうから、電圧制御回路13は発
振動作不能となる。したがって、駆動回路12は停止す
る。
【0012】そして、時刻t2になると再び電流I1に
よってコンデンサC2が充電され、直流電源電圧Vcc
が上昇し始める。以下、時刻t3,t4,t5,t6に
示すように直流電源電圧Vccが変動する。つまり、時
刻t1〜t5間では間欠発振となってしまう。したがっ
て、この間欠発振の間はスイッチング電源(2次直流電
源)が不安定な動作状態となり、また時刻t5を経過す
る迄に必要とする実質的起動立上時間が長引いてしま
う。さらに、直流電源電圧Vccがその下限動作電圧V
2よりも降下してしまうと、電圧制御回路13内の過電
流防止機能や過電圧防止機能が不安定動作となり保護の
万全が保証されなくなる虞れもある。かくして、コンデ
ンサC2の容量を小さくして起動時間短縮を図る策は実
用性がないといわざるを得ない。
【0013】本発明の目的は、電圧制御回路が連続発振
できる迄の起動立上時間を大幅に短縮可能かつ低コスト
で信頼性の高いトランス結合型スイッチング電源装置を
提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、駆動回路12
の駆動電流I4は非常に大きいが電圧制御回路13の電
流I3はその約1/10と小さいことに着目し、電源生
成回路を簡単な構成で駆動回路用と電圧制御回路用とを
別個にかつ両者を一体的に形成したものである。
【0015】すなわち、本発明に係るトランス結合型ス
イッチング電源装置は、スイッチング素子をON−OF
F駆動させる駆動回路と,この駆動回路へON−OFF
制御信号を出力する電圧制御回路とを含む1次直流電源
回路と、負荷が接続された2次直流電源回路とをトラン
スを介して結合接続してなり、該駆動回路及び電圧制御
回路の電源をトランスの補助巻線に接続された電源生成
回路から供給するように形成されたトランス結合型スイ
ッチング電源装置において、前記電源生成回路を、前記
補助巻線と直列接続されたダイオードとコンデンサとか
らなる駆動回路用電源回路と、直列接続された第2のダ
イオードと第2のコンデンサとを該コンデンサと並列接
続してなりかつ第2のダイオードと第2のコンデンサと
の間から電圧制御回路用の直流電源を出力するように形
成された電圧制御回路用電源回路とから構成した、こと
を特徴とする。
【0016】
【作用】上記構成による本発明の場合、電源開閉スイッ
チをONすると、整流回路の出力により駆動回路用電源
回路のコンデンサと電圧制御回路用電源回路の第2のコ
ンデンサとが同時的に充電され、駆動回路用直流電源電
圧と電圧制御回路用直流電源電圧とが徐々に上昇する。
そして、その直流電源電圧が下限動作電圧を越えると、
電圧制御回路が発振動作しON−OFF制御信号を出力
する。
【0017】したがって、駆動回路はスイッチング素子
をON−OFF駆動して、2次直流電源回路にトランス
を介して電力供給する。この際、駆動回路が必要とする
駆動電流が急激に流れるから、駆動回路用電源回路のコ
ンデンサの電圧つまり駆動回路用直流電源電圧は低下し
てしまう。しかし、このコンデンサと第2のコンデンサ
とは、第2のダイオードで電気的に隔離されているの
で、第2のコンデンサの電圧つまり電圧制御回路用直流
電源電圧は急激には電圧降下しない。したがって、電圧
制御回路は引続き発振動作が行える。しかも、この電圧
制御回路で消費する直流電源電流は非常に小さいので、
電圧制御回路を連続かつ安定して発振動作させられる。
連続発振により、駆動回路用電源回路のコンデンサに補
助巻線からの電流が流れるから、駆動回路用直流電源電
圧を保持できるようになる。よって、電源投入をしてか
らの起動立上時間を大幅に短縮できる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本トランス結合型スイッチング電源装置は、図1
に示す如く、基本的構成(10,20,30)が従来例
(図3)と同じとされているが電源生成回路17を駆動
回路用電源回路18と電圧制御回路用電源回路19とか
ら形成し、駆動回路12で大きな駆動電流I4が消費さ
れても、電圧制御回路用電源回路19で電圧制御回路1
9用の直流電源電圧Vcc2をその下限動作電圧V1以
上に保持できるように形成されている。
【0019】なお、従来例(図3)と共通する構成要素
については同一の符号を付しその構成・機能についての
説明は簡略または省略する。
【0020】まず、駆動回路用電源回路18は、図1に
示すように、従来例(図3)の電源生成回路17Pと同
一と形成されている。すなわち、トランス20の補助巻
線PN2に接続されたダイオードD2とコンデンサC2
とからなり、駆動回路12用の直流電源電圧Vcc1を
確立する。但し、コンデンサC2の容量は従来例(図
3)の場合よりも小さい。
【0021】ここに、電圧制御回路用電源回路19は、
図1の端子部T1と整流回路11の負極との間に、上記
コンデンサC2と並列接続された第2のダイオードD4
と第2のコンデンサC5とから形成され、第2のダイオ
ードD4と第2のコンデンサC5との間の端子部T2と
電圧制御回路13の端子Vccとが電路で接続されてい
る。
【0022】かかる構成の実施例によれば、電源開閉ス
イッチ2をONとすると、整流回路11の正極に接続さ
れた抵抗R1を通して電流I1が流れる。したがって、
コンデンサC2と第2のコンデンサC5が同時的に徐々
に充電される。そして、第2のコンデンサC5の電圧つ
まり電圧制御回路13用の直流電源電圧Vcc2が、図
2に示す如く、その下限動作電圧V2以上となると、電
圧制御回路13が発振動作してON−OFF制御信号C
NTを出力する。
【0023】ここに、駆動回路12が図2の時刻t1に
おいてスイッチング素子Q3のON−OFF駆動を開始
したとすると、大きな駆動電流I4が消費されるので、
駆動回路用コンデンサC2の電圧つまり直流電源電圧V
cc1は従来例(図4)の場合と同様に急激に降下す
る。しかし、電圧制御回路用電源回路19の第2のコン
デンサC5は、第2のダイオードD4を介してコンデン
サC2に接続されかつその消費電流I3が非常に少ない
ので、緩慢に降下する。したがって、時刻t2となって
も、その下限動作電圧V2以上の直流電源電圧Vcc2
を維持できる。
【0024】かくして、電圧制御回路13は、連続発振
できる。また、この連続発振により駆動回路12はその
スイッチング素子Q3を円滑にON−OFF駆動する。
したがって、コンデンサC2にはそのサイクルごとに補
助巻線PN2からの電流I2によって充電され直流電源
電圧Vcc1を確保することができる。この際、第2の
コンデンサC5にも充電される。
【0025】しかして、電圧制御回路13用の直流電源
電圧Vcc2がその下限動作電圧V2よりも低下するこ
とがないから、間欠発振による不安定動作を一掃できか
つ起動立上時間を大幅に短縮できる。また、電圧制御回
路13内の過電流・過電圧防止機能等を確実に発現させ
られる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、電源生成回路が、補助
巻線と直列接続されたダイオードとコンデンサとからな
る駆動回路用電源回路と、直列接続された第2のダイオ
ードと第2のコンデンサとを該コンデンサと並列接続し
てなりかつ第2のダイオードと第2のコンデンサとの間
から電圧制御回路用の直流電源を出力するように形成さ
れた電圧制御回路用電源回路とから構成され、電圧制御
回路用の直流電源電圧を常にその下限動作電圧以上に保
持することができるように形成されているので、間欠発
振による不安定動作を一掃しつつ起動立上時間を大幅に
短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。
【図2】同じく、動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。
【図3】従来例を説明するための回路図である。
【図4】従来動作を説明するためのタイミングチャート
である。
【符号の説明】
1 交流電源 2 電源開閉スイッチ 10 1次直流電源回路 11 整流回路 12 駆動回路 Q3 スイッチング素子 13 電圧制御回路 17 電源生成回路 18 駆動回路用電源回路 D2 ダイオード C2 コンデンサ Vcc1 駆動回路用直流電源電圧 19 電圧制御回路用電源回路 D4 第2のダイオード C5 第2のコンデンサ Vcc2 電圧制御回路用直流電源電圧 20 トランス PN1 1次巻線 PN2 補助巻線 SN1 2次巻線 30 2次直流電源回路 40 安定化回路 100 負荷

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング素子をON−OFF駆動さ
    せる駆動回路と,この駆動回路へON−OFF制御信号
    を出力する電圧制御回路とを含む1次直流電源回路と、
    負荷が接続された2次直流電源回路とをトランスを介し
    て結合接続してなり、該駆動回路及び電圧制御回路の電
    源をトランスの補助巻線に接続された電源生成回路から
    供給するように形成されたトランス結合型スイッチング
    電源装置において、 前記電源生成回路を、前記補助巻線と直列接続されたダ
    イオードとコンデンサとからなる駆動回路用電源回路
    と、直列接続された第2のダイオードと第2のコンデン
    サとを該コンデンサと並列接続してなりかつ第2のダイ
    オードと第2のコンデンサとの間から電圧制御回路用の
    直流電源を出力するように形成された電圧制御回路用電
    源回路とから構成した、ことを特徴とするトランス結合
    型スイッチング電源装置。
JP5205041A 1993-08-19 1993-08-19 トランス結合型スイッチング電源装置 Pending JPH0759345A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102299640A (zh) * 2011-09-19 2011-12-28 东文高压电源(天津)有限公司 一种由可调稳压器构成的自激式小功率负高压模块电源
CN102946201A (zh) * 2012-11-21 2013-02-27 东文高压电源(天津)有限公司 由电压调节器lm723构成的自激式负极性小功率高压模块电源

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