JPH08275527A - Self-excited forward converter - Google Patents
Self-excited forward converterInfo
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- JPH08275527A JPH08275527A JP11352895A JP11352895A JPH08275527A JP H08275527 A JPH08275527 A JP H08275527A JP 11352895 A JP11352895 A JP 11352895A JP 11352895 A JP11352895 A JP 11352895A JP H08275527 A JPH08275527 A JP H08275527A
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- circuit
- winding
- saturable inductor
- positive feedback
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- Pending
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
【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、詳しくは自励式フォワードコンバータの出力電圧
制御回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to an output voltage control circuit for a self-excited forward converter.
【0002】[0002]
【従来の技術】自励式フォワードコンバータは、従来は
図2に示した回路例のように1次側でオン期間一定の発
振を行ない、2次側の可飽和インダクタとこの可飽和イ
ンダクタのリセット電流制御回路で出力電圧を制御して
いた。2. Description of the Related Art Conventionally, a self-exciting forward converter oscillates on the primary side for a constant ON period as in the circuit example shown in FIG. 2, and a saturable inductor on the secondary side and a reset current of this saturable inductor are used. The output voltage was controlled by the control circuit.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の回路では1次側
の発振によるオン期間が一定であるため、大きな可飽和
インダクタが必要であった。In the conventional circuit, a large saturable inductor is required because the ON period due to the oscillation on the primary side is constant.
【0004】本発明は、小さな可飽和インダクタで同じ
効果が得られるローコストの回路を提供することを目的
としている。The present invention seeks to provide a low cost circuit that achieves the same effect with a small saturable inductor.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の自励式フォワードコンバータは、従来のリセッ
ト電流制御回路の代わりに、発振周期可変回路を用いて
出力電圧を制御する。To achieve the above object, the self-exciting forward converter of the present invention controls an output voltage by using an oscillation cycle variable circuit instead of the conventional reset current control circuit.
【0006】[0006]
【作用】2次巻線と整流平滑回路の間に挿入されている
可飽和インダクタは発振サイクル毎に完全にリセットさ
れるので、2次巻線に生ずる順方向パルス電圧に対して
パルスの立上がりから一定期間は高いインピーダンスを
維持する。従って整流平滑回路にはその期間だけ遅れた
パルスが供給される。今、2次巻線の順方向パルスの振
幅をVボルトとし、パルスの幅をTON秒とし、パルス
の周期をT秒とし、可飽和インダクタによる遅延の幅を
TD秒とすると、電流平滑回路によって出力される電圧
は、V・(TON/T−TD/T)ボルトと表すことが
できる。The saturable inductor inserted between the secondary winding and the rectifying / smoothing circuit is completely reset every oscillation cycle, so that the forward pulse voltage generated in the secondary winding causes a rise in pulse. High impedance is maintained for a certain period. Therefore, the rectifying / smoothing circuit is supplied with a pulse delayed by that period. If the amplitude of the forward pulse of the secondary winding is V volts, the pulse width is TON seconds, the pulse cycle is T seconds, and the delay width of the saturable inductor is TD seconds, the current smoothing circuit The output voltage can be expressed as V · (TON / T-TD / T) volts.
【0007】一方、2次巻線の順方向パルスのデューテ
ィー比TON/Tはトランスの1次巻線の巻数N1とト
ランスのリセット巻線の巻数NRによって決まり、TO
N/T=N1/(N1+NR)と表すことができる。On the other hand, the duty ratio TON / T of the forward pulse of the secondary winding is determined by the winding number N1 of the primary winding of the transformer and the winding number NR of the reset winding of the transformer.
It can be expressed as N / T = N1 / (N1 + NR).
【0008】上述の2つの式から、出力電圧は発振のデ
ューティ比と可飽和インダクタによる遅延の幅が一定で
も、周期Tを変えることによって制御できることがわか
る。From the above two equations, it can be seen that the output voltage can be controlled by changing the period T even when the duty ratio of oscillation and the delay width of the saturable inductor are constant.
【0009】本発明の自励式フォワードコンバータは制
御トランジスタのベースとトランスの正帰還巻線の間に
接続された抵抗と制御トランジスタのベース・エミッタ
間に接続されたコンデンサの充放電時定数によって決ま
る周期で発振するが、帰還制御回路によって、制御トラ
ンジスタのベースに供給される電流が増えると制御トラ
ンジスタのベース・エミッタ間に接続されたコンデンサ
の充電が速くなり、発振周期が短くなる。The self-excited forward converter of the present invention has a cycle determined by the resistance connected between the base of the control transistor and the positive feedback winding of the transformer and the charge / discharge time constant of the capacitor connected between the base and emitter of the control transistor. However, if the current supplied to the base of the control transistor is increased by the feedback control circuit, the capacitor connected between the base and emitter of the control transistor is charged faster and the oscillation cycle is shortened.
【0010】出力電圧が少し上昇すると、帰還制御回路
によって制御トランジスタのベースに供給される電流が
増えて発振周期が短くなる。すると、2次巻線に発生す
るパルスのデューティ比が一定であっても、可飽和イン
ダクタによる一定幅の遅延があるため、整流平滑回路に
供給されるパルスのデューティ比が小さくなり、出力電
圧は下がる。このようにして、出力電圧の制御がなされ
る。When the output voltage rises slightly, the current supplied to the base of the control transistor by the feedback control circuit increases and the oscillation cycle becomes shorter. Then, even if the duty ratio of the pulse generated in the secondary winding is constant, the duty ratio of the pulse supplied to the rectifying and smoothing circuit becomes small due to the delay of a constant width due to the saturable inductor, and the output voltage becomes Go down. In this way, the output voltage is controlled.
【0011】[0011]
【実施例】図1は本発明の実施例を示す回路図である。
従来の例を示す図2の回路と同一または同等な部分には
同一の符号を付している。1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
The same or equivalent parts as those of the circuit of FIG. 2 showing the conventional example are designated by the same reference numerals.
【0012】図1に示す回路において、トランス11の
正帰還巻線11Dに発生する順方向電圧は抵抗15C、
コンデンサ15B及びダイオード15Aからなる回路を
通り、スイッチングトランジスタ12をターン・オンさ
せると同時に抵抗19を通り、コンデンサ20を充電す
る。次にコンデンサ20の電圧が制御トランジスタ18
のベース・エミッタ順方向電圧に達すると制御トランジ
スタ18がターン・オンして、スイッチングトランジス
タ12はターン・オフする。In the circuit shown in FIG. 1, the forward voltage generated in the positive feedback winding 11D of the transformer 11 is a resistor 15C,
The switching transistor 12 is turned on through the circuit including the capacitor 15B and the diode 15A, and at the same time, the capacitor 20 is charged through the resistor 19. Next, the voltage of the capacitor 20 changes to the control transistor 18
When the base-emitter forward voltage is reached, the control transistor 18 turns on and the switching transistor 12 turns off.
【0013】出力電圧が帰還制御回路21の検出値に達
する前は、スイッチングトランジスタ12のオン期間は
抵抗19とコンデンサ20の時定数及び正帰還巻線11
Dに発生する順方向電圧の値に依存する。Before the output voltage reaches the value detected by the feedback control circuit 21, the time constant of the resistor 19 and the capacitor 20 and the positive feedback winding 11 during the ON period of the switching transistor 12.
It depends on the value of the forward voltage generated in D.
【0014】スイッチングトランジスタ12がターン・
オフすると、トランス11の励磁エネルギーはリセット
巻線11Bとダイオード13によって直流電源1に戻
る。トランス11の励磁エネルギーの放出が終わるとオ
フ期間にコンデンサ15Bに充電された電圧がまず放電
することによってスイッチングトランジスタ12がター
ン・オンし、引き続き正帰還巻線11Dに発生する順方
向電圧でオン状態となる。The switching transistor 12 is turned
When turned off, the excitation energy of the transformer 11 is returned to the DC power supply 1 by the reset winding 11B and the diode 13. When the discharge of the excitation energy of the transformer 11 is completed, the voltage charged in the capacitor 15B is first discharged during the off period, so that the switching transistor 12 is turned on, and then the forward voltage generated in the positive feedback winding 11D is turned on. Becomes
【0015】スイッチングトランジスタ12のオフ期間
はトランス11の1次巻線11Aとリセット巻線11B
の巻数比とオン期間の積となる。During the off period of the switching transistor 12, the primary winding 11A and the reset winding 11B of the transformer 11 are
It is the product of the turn ratio and the ON period.
【0016】出力電圧が帰還制御回路21の検出値に達
するとフォトカプラー受光部21Aを電流が流れコンデ
ンサ20の充電速度が増して、制御トランジスタがター
ン・オンするまでの期間が短くなり、スイッチングトラ
ンジスタ12のオン期間が短くなる。When the output voltage reaches the detection value of the feedback control circuit 21, a current flows through the photocoupler light receiving portion 21A, the charging speed of the capacitor 20 increases, and the period until the control transistor is turned on is shortened. The ON period of 12 becomes shorter.
【0017】一方、可飽和インダクタ16はオフ期間に
ダイオード17A及び抵抗17Bを流れる電流によって
リセットされているので、スイッチングトランジスタ1
2がターン・オンして2次巻線11Cに順方向パルス電
圧が発生した後一定期間経るまで飽和しない。On the other hand, since the saturable inductor 16 is reset by the current flowing through the diode 17A and the resistor 17B during the off period, the switching transistor 1
2 does not saturate until a certain period of time elapses after the forward pulse voltage is generated in the secondary winding 11C by turning on.
【0018】可飽和インダクタ16が飽和するまでの時
間はThe time required for the saturable inductor 16 to saturate is
【作用】の項で記した遅延の幅TDに相当する。また、
出力電圧が定電圧制御されるメカニズムもThis corresponds to the delay width TD described in the section of "Operation". Also,
There is also a mechanism that the output voltage is controlled by constant voltage.
【作用】の項で記した通りである。It is as described in the section of [Operation].
【0019】出力電流が小さくなる程出力電圧は大きく
なるので発振周期が短くなる。そのため可飽和インダク
タ16は帰還制御回路21が追隋できる最小の周期で出
力電圧を制御するのに必要な遅延が得られるもので良
い。As the output current becomes smaller, the output voltage becomes larger, so that the oscillation cycle becomes shorter. Therefore, the saturable inductor 16 may be one that can obtain the delay required to control the output voltage in the minimum cycle that the feedback control circuit 21 can follow.
【0020】図1に示した実施例では、スイッチング素
子にバイポーラトランジスタを用いているが、代わりに
MOSFETを用いることもできる。正帰還巻線11D
からスイッチングトランジスタのベースの正帰還回路1
5に抵抗15Cとコンデンサ15Bとダイオード15A
からなる回路を用いているが、コンデンサのみまたは抵
抗とコンデンサからなる回路を用いることも可能であ
る。また、可飽和インダクタ16のリセット回路17に
ダイオード17Aと抵抗17Bの直列回路を用いている
が、代わりにコンデンサのみまたはコンデンサと抵抗か
らなる回路を用いることも可能である。In the embodiment shown in FIG. 1, a bipolar transistor is used as the switching element, but a MOSFET can be used instead. Positive feedback winding 11D
From the positive feedback circuit 1 of the switching transistor base
5, resistor 15C, capacitor 15B and diode 15A
However, it is also possible to use only a capacitor or a circuit consisting of a resistor and a capacitor. Further, although the series circuit of the diode 17A and the resistor 17B is used for the reset circuit 17 of the saturable inductor 16, it is also possible to use a circuit consisting of only a capacitor or a capacitor and a resistor instead.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、自励式
フォワードコンバータに用いられていた可飽和インダク
タのサイズを大幅に縮小することができる。As described above, according to the present invention, the size of the saturable inductor used in the self-exciting forward converter can be greatly reduced.
【0022】自励式フォワードコンバータが同じ自励式
であるリンギングチョークコンバータに対して、出力電
圧が5Vまたは3.3Vと低い用途で性能が優れている
のにもかかわらず、広く用いられていない理由にマグア
ンプ回路の複雑さと可飽和インダクタのコストが挙げら
れる。本発明は、このような従来の自励式フォワードコ
ンバータの欠点を除くことによって応用の範囲を広める
ことができる。The reason why the self-exciting forward converter is not widely used in comparison with the ringing choke converter in which the self-exciting forward converter is the same self-exciting type is that the output voltage is as low as 5 V or 3.3 V, but the performance is excellent. Magnifier circuit complexity and saturable inductor cost. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can broaden the range of applications by eliminating the drawbacks of the conventional self-excited forward converter.
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】従来の方式を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional method.
1 直流電源 2 負荷 11 トランス 12 スイッチングトランジスタ 13 ダイオード 14 整流平滑回路 15 正帰還回路 16 可飽和インダクタ 17 リセット回路 18 制御トランジスタ 19 抵抗 20 コンデンサ 21 帰還制御回路 22 リセット電流制御回路 23 抵抗 14A ダイオード 14B ダイオード 14C インダクタ 14D コンデンサ 17A ダイオード 17B 抵抗 21A フォトカプラ受光部 21B フォトカプラ発光部 21C 電圧検出用IC 21D 抵抗 21E 抵抗 22A ダイオード 22B 抵抗 22C オペアンプ 22D 基準電圧源 22E 抵抗 22F 抵抗 1 DC power supply 2 Load 11 Transformer 12 Switching transistor 13 Diode 14 Rectification smoothing circuit 15 Positive feedback circuit 16 Saturable inductor 17 Reset circuit 18 Control transistor 19 Resistor 20 Capacitor 21 Feedback control circuit 22 Reset current control circuit 23 Resistor 14A Diode 14B Diode 14C Diode 14C Inductor 14D Capacitor 17A Diode 17B Resistor 21A Photocoupler light receiving part 21B Photocoupler light emitting part 21C Voltage detecting IC 21D Resistor 21E Resistor 22A Diode 22B Resistor 22C Op Amp 22D Reference voltage source 22E Resistor 22F Resistor
Claims (1)
帰還巻線を有するトランスと、前記1次巻線に直列に接
続された制御電極を有するスイッチング素子と、前記リ
セット巻線に直列に接続されたダイオードと、前記2次
巻線に接続された整流平滑回路と、前記正帰還巻線と前
記スイッチング素子の制御電極との間に接続された正帰
還回路を備えた自励式フォワードコンバータにおいて、
前記2次巻線と前記整流平滑回路との間に可飽和インダ
クタを直列に挿入し、前記可飽和インダクタにリセット
電流を供給する回路を接続し、前記スイッチング素子の
制御電極に加わる信号の強さを制御する目的の制御トラ
ンジスタを、そのコレクタを前記スイッチング素子の制
御電極に、そのベースを抵抗を介して前記正帰還巻線の
一方の端子に、そのエミッタを前記正帰還巻線の他方の
端子に各々接続し、前記制御トランジスタのベース・エ
ミッタ間にコンデンサを接続し、かつ出力電圧検出値に
応じた電流を前記制御トランジスタのベースに供給する
帰還制御回路を接続したことを特徴とする自励式フォワ
ードコンバータ。1. A transformer having a primary winding, a reset winding, a secondary winding, and a positive feedback winding, a switching element having a control electrode connected in series to the primary winding, and the reset winding. A diode including a diode connected in series to the wire, a rectifying / smoothing circuit connected to the secondary winding, and a positive feedback circuit connected between the positive feedback winding and the control electrode of the switching element. In an exciting forward converter,
A saturable inductor is inserted in series between the secondary winding and the rectifying / smoothing circuit, a circuit that supplies a reset current to the saturable inductor is connected, and the strength of a signal applied to the control electrode of the switching element is connected. , A collector of the control transistor of which is connected to the control electrode of the switching element, a base of which is connected to one terminal of the positive feedback winding through a resistor, and an emitter of which is the other terminal of the positive feedback winding. Self-excited type, characterized in that a feedback control circuit is connected to the base of the control transistor, and a capacitor is connected between the base and emitter of the control transistor, and a current is supplied to the base of the control transistor according to an output voltage detection value. Forward converter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11352895A JPH08275527A (en) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Self-excited forward converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11352895A JPH08275527A (en) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Self-excited forward converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08275527A true JPH08275527A (en) | 1996-10-18 |
Family
ID=14614619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11352895A Pending JPH08275527A (en) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Self-excited forward converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08275527A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015133860A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | コーセル株式会社 | Switching power supply apparatus |
-
1995
- 1995-04-03 JP JP11352895A patent/JPH08275527A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015133860A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | コーセル株式会社 | Switching power supply apparatus |
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