JPH08266044A - Rcc方式のスイッチング電源装置 - Google Patents

Rcc方式のスイッチング電源装置

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JPH08266044A
JPH08266044A JP6323495A JP6323495A JPH08266044A JP H08266044 A JPH08266044 A JP H08266044A JP 6323495 A JP6323495 A JP 6323495A JP 6323495 A JP6323495 A JP 6323495A JP H08266044 A JPH08266044 A JP H08266044A
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JP
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power supply
switching
winding
circuit
transformer
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JP6323495A
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Tsutomu Takahashi
力 高橋
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TEC CORP
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TEC CORP
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Abstract

(57)【要約】 【目的】軽負荷時の制御安定化を図りつつ電力効率が高
くかつ小型で低コストのRCC方式のスイッチング電源
装置を提供する。 【構成】本装置は、トランス20の1次巻線PN1に対
する2次巻線SN1の巻数を切替可能に形成するととも
に2次直流電源回路30側に電流検出回路40と巻数切
替手段50とを設け、軽負荷時には2次巻線SN1の巻
数を少ない方に切替えることによりトランス20の電力
伝達能率を低下させて、2次直流電源電圧の急上昇を抑
えつつスイッチング素子Q1の発振周波数fの極低減化
を防止可能に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング素子,電
圧制御素子を含む1次直流電源回路と安定化回路を含む
2次直流電源回路とをトランスを介して接続し、かつ安
定化回路の出力信号に基き電圧制御素子の発振周波数を
変化させつつスイッチング素子をON−OFF制御する
RCC方式のスイッチング電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2において、1次直流電源回路10と
2次直流電源回路30とは、1次巻線PN1,補助巻線
PN2および2次巻線SN1を有するトランス20を介
して接続結合されている。1次直流電源回路10は、整
流回路11,平滑コンデンサC1,放電抵抗R1,スイ
ッチング素子(例えば、トランジスタ)Q1,電圧制御
素子(例えば、トランジスタ)Q2を含み、開閉スイッ
チ2,ノイズフィルタ3を介して交流電源(例えば、1
00V,50HZ)1に接続されている。
【0003】電圧制御素子Q2は、電圧制御回路(抵抗
R3,受光部37)により、発振周波数fが変化されか
つスイッチング素子Q1の流れこみ電流をコントロール
して、スイッチング素子Q1をON−OFF制御する。
R2は、限流抵抗である。また、駆動制御電源は、補助
巻線PN2とダイオードD1により誘起生成される。
【0004】2次直流電源回路30は、2次巻線SN1
に接続されたダイオードD2,平滑コンデンサC2を含
み、2次直流電源を生成して負荷100に供給する。安
定化回路35は、2次直流電源電圧を検出し、ホトカプ
ラ(発光部36,受光部37)を介して1次側に電圧フ
ィードバック信号(出力信号)を出力する。
【0005】かかるRCC方式の自励発振型(周波数変
動型)のスイッチング電源装置では、開閉スイッチ2を
ONすると駆動制御電源が誘起生成され、スイッチング
素子Q1がON−OFF制御される。そして、1次巻線
PN1から2次巻線SN1に、巻線数比に応じた電力伝
達能率で、電力エネルギーが供給される。
【0006】2次直流電源回路30では、ダイオードD
2で整流しかつ平滑コンデンサC2で平滑しつつ生成し
た2次直流電源を負荷100に供給する、負荷100の
軽重変動は、2次直流電源電圧の変動として安定化回路
45で検出される。これによる電圧フィードバック信号
は、ホトカプラ(36,37)を介して、1次側の電圧
制御回路(R3,37)に出力される。
【0007】すると、電圧制御素子Q2が、スイッチン
グ素子Q1をON−OFF制御する。つまり、2次側
(30)の出力(負荷)電流Iを一定とすれば、1次側
(10)から2次側(30)に伝達供給される電力エネ
ルギー量を増減することができるから、2次直流電源電
圧を安定化できる。
【0008】したがって、負荷100が軽い場合には、
スイッチング素子Q1に流れる電流が減少して発振周波
数fが高くなる。一方、負荷100が重くなると、スイ
ッチング素子Q1に流れる電流が増大し発振周波数fは
低くなる。電圧制御素子Q2によるスイッチング素子1
5のON−OFFデューティーが一定のためによる。
【0009】かくして、発振周波数fの設定変動範囲
は、電力伝達効率や負荷100の運転態様等に照し、常
用負荷に照準を合せてセットされている。しかるに、負
荷100の種類や運転態様は各種各様であるから、無負
荷を含む軽負荷が継続される場合も多い。
【0010】このため、回路定数のセットによる発振周
波数fの設定変動範囲の決め方によっては、軽負荷時に
発振周波数fが非常に高く、つまりスイッチング素子Q
1の通電時間が非常に短くなって、間欠発振等の制御不
安定や制御不能の事態を招く。また、出力電圧(2次直
流電源電圧)が異常に高く跳ね上がり、各構成要素の耐
電圧上の問題も生ずる。
【0011】そこで従来は、負荷100の種類や運転態
様に応じて選択した抵抗値を持つダミー抵抗39を2次
直流電源回路30に接続していた。つまり、見掛け負荷
(100)の下限を制限していたわけである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかるRCC
方式のスイッチング電源装置も例外でなく一層の電力効
率の向上,小型化およびコスト低減が強く要請されてい
る。したがって、ダミー抵抗39の電力損失が許され難
くなって来た。また、ダミー抵抗39を接続することに
よる発熱状態が問題となるばかりか、小型化およびコス
ト低減の阻止事由ともなって来た。
【0013】一方において、このダミー抵抗39を排除
すると、スイッチング電源の一段の高周波化によるトラ
ンス20等の小型化が困難になるという問題もある。
【0014】本発明の目的は、軽負荷時の制御安定化を
図りつつ電力効率が高くかつ小型で低コストのRCC方
式のスイッチング電源装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、周波数変動型
の装置構築上の利点を享受しつつ、トランスの電力伝達
能率を切替可能として軽負荷時におけるスイッチング素
子のON−OFFデューティーを変えて見掛け負荷を増
大可能に構成したものである。
【0016】すなわち、本発明は、スイッチング素子,
電圧制御素子を含む1次直流電源回路と安定化回路を含
む2次直流電源回路とをトランスを介して接続し、かつ
安定回路の出力信号に基き電圧制御素子の発振周波数を
変化させつつスイッチング素子をON−OFF制御する
RCC方式のスイッチング電源装置において、トランス
の1次巻線に対する2次巻線の巻数を切替可能に形成す
るとともに、2次直流電源回路側に電流検出回路を設け
かつこの電流検出回路で検出した電流値が設定電流値以
下となった場合に2次巻線の巻数を少ない方の巻線に切
替える巻数切替手段を設けた、ことを特徴とする。
【0017】
【作用】上記構成による本発明では、常用負荷ではトラ
ンスの2次巻線の巻数が多い方とされ、1次側から2次
側へ1次巻線との巻数比に応じた電力伝達能率で電力供
給されている。
【0018】2次直流電源回路では、供給された電力エ
ネルギーから2次直流電源を生成して負荷に供給する。
この際の2次直流電源電圧は安定化回路で検出され、1
次直流電源回路側の電圧制御素子にフィードバックされ
る。したがって、電圧制御素子が一定のON−OFFデ
ューティーの下にスイッチング素子の発振周波数を調整
するので、1次側から2次側への供給電力エネルギー量
が増減調整される。よって、2次直流電源電圧を安定化
することができる。
【0019】軽負荷になると、スイッチング素子の発振
周波数が非常に高くなりその通電時間が短くなる。した
がって、制御不安定となるばかりか、2次直流電源電圧
が急上昇する虞れが強い。
【0020】ここに、そのような軽負荷になると、電流
検出回路が当該出力電流の減少化を検出する。すると、
巻数切替手段が、トランスの2次巻線の巻数を少ない方
に切替える。つまり、1次巻線の巻数が一定であるか
ら、1次側から2次側への電力伝達能率が低下する。
【0021】かくして、1次側にして見ると、2次側の
負荷がそれほど軽くなっていない場合と同じである。し
たがって、2次直流電源電圧の急上昇を抑えられるとと
もに、スイッチング素子の発振周波数を極めて低くする
必要がなくなるので、安定制御を継続できる。ととも
に、大きなダミー抵抗を一掃できるので、小型化とコス
ト低減を図れる。
【0022】
【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RCC方式のスイッチング電源装置は、図1に
示す如く、基本的構成が従来例(図2)の場合と同じR
CC方式とされ、かつトランス20の1次巻線PN1に
対する2次巻線SN1の巻数を切替可能に形成するとと
もに、2次直流電源回路30側に電流検出回路40と巻
数切替手段50とを設け、軽負荷時にはトランス20の
電力伝達能率を低下させて2次直流電源電圧の急上昇を
抑えつつ、スイッチング素子Q1の発振周波数fの極低
減化を防止して安定制御を継続可能に構成されている。
【0023】したがって、従来例(図2)の場合と共通
する部分には同一の符号を付し、それらの説明について
は簡略化または省略する。
【0024】図1において、トランス20の2次巻線S
N1は、直列接続状態で巻回された巻線SN1Aと巻線
SN1Bとからなり、巻線SN1Aの巻数が巻線SN1
Bの巻数より多いものとされ、1次巻線PN1に対して
は巻線の多い場合(SN1A+SN1B)と少ない場合
(SN1A)とに切替可能である。
【0025】このため、巻線SN1A,SN1Bとの間
のタップTは、ダイオードD3を介して安定化回路35
(負荷100)側に接続されている。ダイオードD3
は、切替え時に整流作用を営む。この際、ダイオードD
2は、整流しない。詳細後記のトランジスタ52がOF
Fしているからである。
【0026】ここに、電流検出回路40は、2次直流電
源回路30に接続された抵抗からなる電流検出素子41
と,比較素子(IC)42とからなり、2次直流電源の
出力電流Iが設定電流値以下となった場合に、比較素子
42の出力をHレベルに切替えて電流検出するものと形
成されている。
【0027】巻数切替手段50は、ダイオードD2と直
列接続された第2切替用のトランジスタ52とこれを切
替駆動する第1切替用のトランジスタ51とから形成さ
れ、電流検出回路40(42)の出力信号(Hレベル)
によりトランジスタ51がONされ、かつこれによりと
トランジスタ52をOFFして、トランス20の2次巻
線SN1の巻線を少ない方(SN1A)に切替える。
【0028】かかる構成の実施例の場合、常用負荷では
トランス20の2次巻線SN1の巻数が多い方(SN1
A+SN1B)とされ、1次側(10)から2次側(3
0)へ1次巻線PN1との巻数比に応じた電力伝達能率
で電力供給されている。
【0029】2次直流電源回路30では、供給された電
力エネルギーから2次直流電源を生成して負荷100に
供給する。この際の2次直流電源電圧は安定化回路35
で検出され、1次直流電源回路10側の電圧制御素子Q
2にフィードバックされる。したがって、電圧制御素子
Q2が一定のON−OFFデューティーの下にスイッチ
ング素子Q1の発振周波数fを調整するので、1次側
(10)から2次側(30)への供給電力エネルギー量
が増減調整される。よって、2次直流電源電圧を安定化
することができる。
【0030】負荷100が非常に軽くなると、スイッチ
ング素子Q1の発振周波数fが非常に高くなりその通電
時間が短くなる。したがって、制御不安定となるばかり
か、2次直流電源電圧が急上昇する虞れが強い。
【0031】ここに、そのような軽負荷になると、電流
検出回路40(41)が当該出力電流Iの減少化を検出
する。比較素子42の出力がHレベルとなる。すると、
巻数切替手段50を形成するトランジスタ51がONと
なりトランジスタ52がOFFとなる。つまり、トラン
ス20の2次巻線SN1の巻数を多い方(SN1A+S
N1B)から少ない方(SN1A)に切替える。1次巻
線PN1の巻数が一定であるから、1次側(10)から
2次側(30)への電力伝達能率が低下する。
【0032】かくして、1次側(10)にして見ると、
2次側(30)の負荷100がそれほど軽くなっていな
い場合と同じである。したがって、2次直流電源電圧の
急上昇を抑えられるとともに、スイッチング素子Q1の
発振周波数fが極めて低くなる事態がなくなるので、発
振周波数fが比較的に高い常用負荷の場合と同様に安定
制御を継続できる。
【0033】しかして、この実施例によれば、トランス
20の1次巻線PN1に対する2次巻線SN1の巻数を
切替可能に形成するとともに2次直流電源回路30側に
電流検出回路40と巻数切替手段50とを設け、軽負荷
時には2次巻線SN1の巻数を少ない方(SN1A)に
切替えることによりトランス20の電力伝達能率を低下
させて、2次直流電源電圧の急上昇を抑えつつスイッチ
ング素子Q1の発振周波数fの極低減化を防止可能に構
成されているので、軽負荷時の制御を大幅に安定化でき
るとともに、大きなダミー抵抗39を一掃できるので電
力効率の向上,小型化およびコスト低減を図れる。
【0034】また、電流検出回路40が、電流検出素子
41と比較素子42とから形成されているので、負荷1
00の種類や運転態様に応じて監視すべき軽負荷を正確
に検出できるとともに、その抵抗値を簡単に設定変更で
きる。よって、適用性が広い。
【0035】さらに、巻数切換手段50が、2つのトラ
ンジスタ51,52から形成されかつトランス20の中
間タップTで2次巻線SN1の巻数を多い方(SN1A
+SN1B)から少ない方(SN1A)に切替可能に形
成されているので、迅速切替えが可能でかつトランス2
0自体の構造も簡素化できる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、トランスの2次巻線に
対する2次巻線の巻数を切替可能に形成するとともに2
次直流電源回路側に電流検出回路と巻数切替手段とを設
け、軽負荷時には2次巻線の巻数を少ない方に切替える
ことによりトランスの電力伝達能率を低下させて、2次
直流電源電圧の急上昇を抑えつつスイッチング素子の発
振周波数の極低減化を防止可能に構成されているので、
軽負荷時の制御を大幅に安定化できるとともに、大きな
ダミー抵抗を一掃できるので電力効率の向上,小型化お
よびコスト低減を図れる。
【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】従来例を説明するための回路図である。
【符号の説明】
1 交流電源 2 開閉スイッチ 10 1次直流電源回路 11 整流回路 C1 平滑コンデンサ Q1 スイッチング素子 Q2 電圧制御素子 20 トランス PN1 1次巻線 PN2 補助巻線 SN1(SN1A,SN1B) 2次巻線 30 2次直流電源回路 D2 ダイオード C2 平滑コンデンサ 35 安定化回路 36 発光部 37 受光部 40 電流検出回路 41 電流検出素子 42 比較素子 50 巻線切替手段 51 トランジスタ 52 トランジスタ 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,電圧制御素子を含む
    1次直流電源回路と安定化回路を含む2次直流電源回路
    とをトランスを介して接続し、かつ安定化回路の出力信
    号に基き電圧制御素子の発振周波数を変化させつつスイ
    ッチング素子をON−OFF制御するRCC方式のスイ
    ッチング電源装置において、 前記トランスの1次巻線に対する2次巻線の巻数を切替
    可能に形成するとともに、前記2次直流電源回路側に電
    流検出回路を設けかつこの電流検出回路で検出した電流
    値が設定電流値以下となった場合に2次巻線の巻数を少
    ない方の巻数に切替える巻数切替手段を設けた、ことを
    特徴とするRCC方式のスイッチング電源装置。
JP6323495A 1995-03-22 1995-03-22 Rcc方式のスイッチング電源装置 Pending JPH08266044A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1120893A2 (en) * 2000-01-11 2001-08-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Switching power supply
JP2018007289A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 日立アプライアンス株式会社 冷蔵庫
JP2021168528A (ja) * 2020-04-08 2021-10-21 ニチコン株式会社 直流電源

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EP1120893A3 (en) * 2000-01-11 2003-05-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Switching power supply
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