JPH0880037A - Switching power supply device - Google Patents

Switching power supply device

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JPH0880037A
JPH0880037A JP21401794A JP21401794A JPH0880037A JP H0880037 A JPH0880037 A JP H0880037A JP 21401794 A JP21401794 A JP 21401794A JP 21401794 A JP21401794 A JP 21401794A JP H0880037 A JPH0880037 A JP H0880037A
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light emitting
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Ishio Shimashita
石男 島下
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Abstract

PURPOSE: To decrease the number of parts, and to obtain stable output voltage even when there is an ambient temperature change by composing a voltage detector of the series connection of the light-emitting section of a photo-coupler, a passively constituted transistor, a resistor, and a Zener diode. CONSTITUTION: DC voltage V0 by a smoothing circuit 6 increases the current of a light-emitting section 4b when DC voltage V0 is higher than set voltage, and reduces the current of the light-emitting section 4b when DC voltage V0 is lower than set voltage. A PWM control circuit 2 uses a feedback signal from a light-receiving section 4a, and controls a switching element 3 so that the deviation of the voltage V0 and the set value reaches zero. The adjustment of voltage V0 is determined by the Zener voltage of a Zener diode(ZD) 7c, the temperature coefficient of the ZD 7c reaches a large positive value at the time of output voltage of approximately 8V or more, and a power unit having large voltage fluctuation to an ambient temperature is obtained. Accordingly, voltage fluctuation is offset by the negative temperature coefficient of voltage between an emitter and a collector and the negative temperature coefficient of the forward voltage of the light-emitting diode of the light-emitting section 4, thus allowing temperature compensation.

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
に係り、特に、比較的広範囲の出力電圧が得られるタイ
プのスイッチング電源装置に関するものである。
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 of a type capable of obtaining an output voltage in a relatively wide range.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源装置の回路構成方式に
は、チョッパ型、RCC(リンギング・チョーク・コン
バータ)型などがある。RCC型は、直流電源にPWM
制御回路等によるスイッチング回路を接続し、このスイ
ッチング回路の出力にトランスを設け、その二次側巻線
に出力される交流電圧を整流・平滑回路を通して直流電
圧を得ると共に、この直流電圧の変動を検出してスイッ
チング回路へフィードバックするための電圧検出回路及
びフォトカプラから成り立っている。
2. Description of the Related Art There are chopper type, RCC (ringing choke converter) type and the like as circuit configuration methods of switching power supply devices. RCC type has a DC power supply with PWM
A switching circuit such as a control circuit is connected, a transformer is provided at the output of this switching circuit, and the AC voltage output to the secondary winding of the switching circuit is rectified / smoothed to obtain a DC voltage. It is composed of a voltage detection circuit and a photocoupler for detecting and feeding back to the switching circuit.

【0003】この電圧検出回路の具体例については、例
えば、CQ出版株式会社、「トランジスタ技術 SPE
CIAL No.28(特集 最新・電源回路設計技術
のすべて)」71頁に示されるものがある。
A concrete example of this voltage detecting circuit is described in, for example, "Transistor Technology SPE", CQ Publishing Co., Ltd.
CIAL No. 28 (Special issue: All the latest power supply circuit design technologies) "on page 71.

【0004】その回路は図7に示す如くであり、チョー
クトランス101と平滑コンデンサ102から成る平滑
回路に対し、その出力間に抵抗103、フォトカプラ1
04(ここに示すのは発光部のみで、受光部はスイッチ
ング回路の構成部品の1つとして用いられている)、ト
ランジスタ105のコレクタ及びエミッタ、ツェナーダ
イオード106の各々を直列接続した回路が挿入されて
いる。更に、トランジスタ105のエミッタと平滑回路
の出力との間には抵抗107が接続され、また、トラン
ジスタ105のベースに印加する電圧Vref は、平滑回
路の出力電圧を抵抗108、可変抵抗109及び抵抗1
10を直列接続した抵抗分圧回路から得ている。
The circuit is as shown in FIG. 7, in which a resistor 103 and a photocoupler 1 are provided between the outputs of a smoothing circuit composed of a choke transformer 101 and a smoothing capacitor 102.
04 (only the light emitting portion is shown here, the light receiving portion is used as one of the components of the switching circuit), a circuit in which the collector and the emitter of the transistor 105 and the Zener diode 106 are connected in series is inserted. ing. Further, a resistor 107 is connected between the emitter of the transistor 105 and the output of the smoothing circuit, and the voltage Vref applied to the base of the transistor 105 is obtained by comparing the output voltage of the smoothing circuit with the resistor 108, the variable resistor 109 and the resistor 1.
It is obtained from a resistance voltage divider circuit in which 10 are connected in series.

【0005】この電圧検出回路では、トランジスタ10
5のベースに印加される電圧Vrefを可変抵抗109で
調整することにより、平滑回路の出力電圧Voを変える
ことができる。この場合の出力電圧Voは、可変抵抗1
09の可変端子より電源側の抵抗値をR10とし、可変抵
抗109の可変端子よりアース側の抵抗値をR20とすれ
ば、Vo=6.9×{1+(R10/R20)}として表さ
れ、8V以上の出力電圧を得る要求に適している。
In this voltage detection circuit, the transistor 10
By adjusting the voltage Vref applied to the base of No. 5 with the variable resistor 109, the output voltage Vo of the smoothing circuit can be changed. In this case, the output voltage Vo is the variable resistance 1
If the resistance value on the power supply side of the variable terminal of 09 is R 10 and the resistance value on the ground side of the variable terminal of variable resistor 109 is R 20 , then Vo = 6.9 × {1+ (R 10 / R 20 )} And is suitable for the requirement of obtaining an output voltage of 8 V or more.

【0006】なお、この種の電圧検出回路については、
上記文献のほか、充電器に適用した特開平5−2926
75号公報のものがある。
Regarding this kind of voltage detection circuit,
In addition to the above documents, JP-A-5-2926 applied to a charger
There is one disclosed in Japanese Patent No. 75.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、トランジスタが増幅器として動作する
ため、位相遅れが生じる。このため、位相補償を行うた
めのCR回路111を必要とする等、部品点数が多くな
る結果、コストアップは避けられない。
However, in the above-mentioned prior art, the transistor operates as an amplifier, so that a phase delay occurs. For this reason, the number of components is increased, such as requiring the CR circuit 111 for performing phase compensation. As a result, an increase in cost cannot be avoided.

【0008】また、特開平5−292675号公報に示
される装置にあっては、出力電圧がツェナーダイオード
D3の電圧に依存するため、出力電圧を8V以上にした
場合、ツェナーダイオードD3の温度係数が大きな正の
値となり、環境温度に対して電圧変動の大きな電源装置
になる。このため、高い信頼性が要求される商品に搭載
するには問題がある。
In the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-292675, the output voltage depends on the voltage of the Zener diode D3. Therefore, when the output voltage is set to 8 V or higher, the temperature coefficient of the Zener diode D3 becomes small. The power supply device has a large positive value and has a large voltage fluctuation with respect to the environmental temperature. Therefore, there is a problem in mounting it on a product that requires high reliability.

【0009】本発明の目的は、部品点数を増やすことな
く、環境温度に変化があっても安定な出力電圧を得るこ
とのできるスイッチング電源装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a switching power supply device which can obtain a stable output voltage even if the environmental temperature changes without increasing the number of parts.

【0010】また、本発明の他の目的は、負荷変動に対
しても出力電圧の変動を低減することのできるスイッチ
ング電源装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of reducing the fluctuation of the output voltage even when the load changes.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、直流電源に接続されるスイッチング回
路の出力にスイッチング素子を接続し、その負荷として
二次巻線を有するトランスを接続し、前記二次巻線に出
力される交流電圧を整流及び平滑して得た直流電圧の状
態を電圧検出回路によって検出し、その検出値を前記ス
イッチング回路へフォトカプラを介してフィードバック
させることにより前記二次巻線の出力電圧を制御するス
イッチング電源装置において、前記電圧検出回路は、前
記フォトカプラの発光部、バイアス抵抗内蔵型の半導体
素子、抵抗及びツェナーダイオードの各々の直列接続か
ら成る構成にしている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a transformer having a switching element connected to the output of a switching circuit connected to a DC power supply and having a secondary winding as its load. Connecting, detecting the state of the DC voltage obtained by rectifying and smoothing the AC voltage output to the secondary winding by a voltage detection circuit, and feeding back the detected value to the switching circuit via a photo coupler. In the switching power supply device for controlling the output voltage of the secondary winding by means of the above, the voltage detection circuit comprises a light emitting portion of the photocoupler, a semiconductor element with a built-in bias resistor, a resistor, and a Zener diode connected in series. I have to.

【0012】上記構成に対し、前記発光部が前記電圧検
出回路の最も電位の高い側に配設されると共に、前記発
光部の低電位側と前記電圧検出回路の最も電位の低い部
位との間にコンデンサを接続することができる。なお、
上記半導体素子としては、トランジスタ、IC、及びF
ETなどが使用される。
In contrast to the above structure, the light emitting portion is disposed on the side of the voltage detecting circuit having the highest potential, and the light emitting portion is disposed between the low potential side and the portion of the voltage detecting circuit having the lowest potential. A capacitor can be connected to. In addition,
Examples of the semiconductor element include a transistor, an IC, and an F
ET or the like is used.

【0013】[0013]

【作用】上記した手段によれば、フォトカプラの発光
部、受動的に構成したトランジスタ、抵抗、及びツェナ
ーダイオードの直列接続から構成され、その構成部品に
例えばトランジスタなどの半導体素子を用いてあって
も、動作時に増幅作用を示す構成にはしていない。した
がって、増幅に伴う位相遅れは生ぜず、位相補償用の回
路(部品)を必要とせず、かつバイアス抵抗内蔵型のト
ランジスタを用いた為に部品点数を低減でき、コストダ
ウンが可能になる。
According to the above-mentioned means, the light emitting portion of the photocoupler, the passively constructed transistor, the resistor, and the Zener diode are connected in series, and a semiconductor element such as a transistor is used as a component thereof. However, it is not configured to exhibit an amplifying effect during operation. Therefore, a phase delay due to amplification does not occur, a circuit (component) for phase compensation is not required, and since a transistor with a built-in bias resistor is used, the number of components can be reduced and cost can be reduced.

【0014】また、発光部とアースレベルラインとの間
にコンデンサを接続することによって、出力電圧のリプ
ル電圧の立ち上がり部に同期して発光部にパルス状の電
流を流すことができ、その信号伝達時間を大幅に短縮で
きるため、急激で大きな負荷変動に追従できる様にな
り、装置の小型化及びローコスト化を図ることができ
る。
Further, by connecting a capacitor between the light emitting portion and the ground level line, a pulsed current can be passed through the light emitting portion in synchronization with the rising portion of the ripple voltage of the output voltage, and its signal transmission. Since the time can be greatly shortened, it becomes possible to follow a sudden and large load change, and the size and cost of the device can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】〔実施例1〕図1は本発明によるスイッチ
ング電源装置の一実施例を示す回路図である。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a switching power supply device according to the present invention.

【0017】直流電源1にはスイッチング回路としての
PWM(パルス幅変調)制御回路2が接続され、その出
力端にはスイッチング素子3(以下、パワーFETとし
て説明する)のゲートが接続されている。また、PWM
制御回路2とアース間にはフォトカプラ4の受光部4a
が接続されている。更に、スイッチング素子3のドレイ
ンと直流電源1のプラス側との間には、トランス5の一
次巻線が接続されている。このトランス5の二次巻線に
は平滑回路6、電圧検出回路7、負荷8(ここでは抵抗
負荷を例示)の各々が順次接続されている。
A PWM (pulse width modulation) control circuit 2 as a switching circuit is connected to the DC power supply 1, and a gate of a switching element 3 (hereinafter, referred to as a power FET) is connected to an output terminal thereof. Also, PWM
The light receiving portion 4a of the photocoupler 4 is provided between the control circuit 2 and the ground.
Is connected. Further, the primary winding of the transformer 5 is connected between the drain of the switching element 3 and the positive side of the DC power supply 1. A smoothing circuit 6, a voltage detection circuit 7, and a load 8 (here, a resistance load is shown as an example) are sequentially connected to the secondary winding of the transformer 5.

【0018】平滑回路6は、整流用のダイオード(ここ
では半波整流を示しているが、ブリッジダイオードを用
いた全波整流でもよい)6aと平滑コンデンサ6bから
構成されている。また、電圧検出回路7は、フォトカプ
ラ4の発光部4b(PC1 )、バイアス抵抗内蔵型のト
ランジスタ7a(Q1 ) 、抵抗7b(R1 )、ツェナー
ダイオード7c(ZD1 )の各々の直列接続により構成
されている。
The smoothing circuit 6 is composed of a rectifying diode (half-wave rectification is shown here, but full-wave rectification using a bridge diode may be used) 6a and a smoothing capacitor 6b. Further, the voltage detection circuit 7 includes a light emitting portion 4b (PC 1 ) of the photocoupler 4, a transistor 7a (Q 1 ) with a built-in bias resistor, a resistor 7b (R 1 ) and a zener diode 7c (ZD 1 ) connected in series. It is composed of connections.

【0019】次に、図1の構成によるスイッチング電源
装置の動作について説明する。
Next, the operation of the switching power supply device having the configuration of FIG. 1 will be described.

【0020】直流電源1がオン状態にされ、PWM制御
回路2に電源供給が行われると、PWM制御回路2が動
作を開始し、その出力信号によってスイッチング素子3
がスイッチング動作を開始し、これによってトランス5
の一次巻線には一定周期の矩形波電流が流れる。スイッ
チング素子3がオンの期間にはトランス5に通電が行わ
れてエネルギーが蓄積され、スイッチング素子3のオフ
の期間には蓄積されたエネルギーがトランス5の二次巻
線に回生される。二次巻線に発生した電圧は平滑回路6
によって整流ならびに平滑され、これによる直流電圧が
負荷8に印加される。
When the DC power supply 1 is turned on and power is supplied to the PWM control circuit 2, the PWM control circuit 2 starts its operation, and the switching element 3 is activated by its output signal.
Starts switching operation, which causes the transformer 5
A rectangular wave current of a constant cycle flows through the primary winding of the. While the switching element 3 is on, the transformer 5 is energized to store energy, and during the off period of the switching element 3, the stored energy is regenerated in the secondary winding of the transformer 5. The voltage generated in the secondary winding is the smoothing circuit 6
Is rectified and smoothed by the rectification, and the resulting DC voltage is applied to the load 8.

【0021】平滑回路6による直流電圧(出力電圧V
o)は電圧検出回路7によって検出され、Voが設定電
圧よりも高い場合には発光部4bの電流を増加させ、低
い場合には発光部4bの電流を減少させる。発光部4b
は、その電流変化に応じた発光をし、この光はフォトカ
プラ4の受光部4aの受光量の変化となって現れる。P
WM制御回路2では、受光部4aによる光−電変換値を
フィードバック信号として用い、出力電圧Voと設定値
との偏差±δVが零になるようにスイッチング素子3を
制御する。
DC voltage by smoothing circuit 6 (output voltage V
o) is detected by the voltage detection circuit 7, and increases the current of the light emitting unit 4b when Vo is higher than the set voltage, and decreases the current of the light emitting unit 4b when Vo is low. Light emitting part 4b
Emits light according to the change in the current, and this light appears as a change in the amount of light received by the light receiving portion 4a of the photocoupler 4. P
The WM control circuit 2 controls the switching element 3 so that the deviation ± δV between the output voltage Vo and the set value becomes zero by using the photoelectric conversion value by the light receiving section 4a as a feedback signal.

【0022】図1の構成における出力電圧Voは、
(1)式で表すことができる。
The output voltage Vo in the configuration of FIG.
It can be expressed by equation (1).

【0023】 Vo=Vpc1 +Vq1 +Vr1 +Vzd1 ・・・ (1) ただし、Vpc1 :発光部4bの発光ダイオードの順電
圧、 Vq1 :トランジスタ7aのコレクタ〜エミッタ間電
圧、 Vr1 :回路に流れる電流による抵抗7bの電圧降
下、 Vzd1 :ツェナーダイオード7cのツェナー電圧。
Vo = Vpc 1 + Vq 1 + Vr 1 + Vzd 1 (1) where Vpc 1 is the forward voltage of the light emitting diode of the light emitting section 4 b, Vq 1 is the collector-emitter voltage of the transistor 7 a, and Vr 1 is the circuit. voltage drop across the resistor 7b due to the current flowing in, Vzd 1: Zener voltage of the Zener diode 7c.

【0024】ここで、発光部4b及びトランジスタ7a
のVpc1 及びVq1 は負の温度特性を有している。ま
た、ツェナーダイオード7cのVzd1 は、ツェナー電
圧に応じて正、負いずれの温度特性を有するものもあ
る。
Here, the light emitting portion 4b and the transistor 7a.
Vpc 1 and Vq 1 have negative temperature characteristics. Further, Vzd 1 of the Zener diode 7c may have a positive or negative temperature characteristic depending on the Zener voltage.

【0025】図1の構成における出力電圧Voの調整
は、主にツェナーダイオード7cのツェナー電圧によっ
て決定され、出力電圧が約8V以上ではツェナーダイオ
ード7cの温度係数が大きな正の値になり、環境温度に
対し電圧変動の大きな電源装置になる。このため、エミ
ッタ〜コレクタ間電圧Vq1 の負の温度係数と発光部4
bの発光ダイオードの順電圧Vpc1 負の温度係数によ
ってツェナーダイオード7cの大きな正温度係数を相殺
することにより温度補償を行えば、環境温度変化に対す
る出力電圧の安定化が可能になる。
The adjustment of the output voltage Vo in the configuration of FIG. 1 is mainly determined by the Zener voltage of the Zener diode 7c, and when the output voltage is about 8V or more, the temperature coefficient of the Zener diode 7c becomes a large positive value and the ambient temperature. In contrast, the power supply device has large voltage fluctuations. Therefore, the negative temperature coefficient of the emitter-collector voltage Vq 1 and the light emitting unit 4
If the temperature coefficient is compensated by canceling the large positive temperature coefficient of the Zener diode 7c by the negative temperature coefficient of the forward voltage Vpc 1 of the light emitting diode of b, the output voltage can be stabilized against the environmental temperature change.

【0026】ここで、ツェナーダイオード7c(Z
1 )、フォトカプラ4の発光部4b(PC1 )、トラ
ンジスタ7a(Q1 ) 、抵抗7b(R1 )の各々につい
て、温度係数に基づく電圧関係を式で表せば次のように
なる。
Here, the Zener diode 7c (Z
D 1 ), the light emitting section 4 b (PC 1 ), the transistor 7 a (Q 1 ), and the resistor 7 b (R 1 ) of the photocoupler 4 can be expressed by the following equation when the voltage relationship based on the temperature coefficient is expressed.

【0027】(i) ツェナーダイオード7c(ZD1
の電圧Vzd1 は、 Vzd1 =Vz+γZ・(t−25) ・・・ (2) ただし、Vz:素子温度25℃のツェナー電圧、 γZ:ツェナーダイオードの温度係数、 t :実際動作時の素子温度(環境温度+素子の温度上
昇)。
(I) Zener diode 7c (ZD 1 )
The voltage Vzd 1 of Vzd 1 is Vzd 1 = Vz + γZ · (t-25) (2) where Vz: Zener voltage at 25 ° C. element temperature, γZ: Temperature coefficient of zener diode, t: Element temperature during actual operation (Environmental temperature + element temperature rise).

【0028】(ii)フォトカプラ4の発光部4bの電圧
Vpc1 は、 Vpc1 =Vpc+γpc・(t−25) ・・・ (3) ただし、Vpc:素子温度25℃におけるPC1 の発光
ダイオードの順電圧、 γpc:PC1 の発光ダイオードの順電圧の温度係数。
(Ii) The voltage Vpc 1 of the light emitting portion 4b of the photocoupler 4 is: Vpc 1 = Vpc + γpc (t-25) (3) where Vpc: the light emitting diode of PC 1 at the device temperature of 25 ° C. Forward voltage, γpc: temperature coefficient of forward voltage of the light emitting diode of PC 1 .

【0029】(フォトカプラの電流変換率の温度係数を
含む) (iii)トランジスタ7a(Q1 ) の電圧Vq1 は、 Vq1 =Vq+γq・(t−25) ・・・ (4) ただし、Vq:素子温度25℃におけるQ1 のコレクタ
〜エミッタ間電圧、 γq:Q1 のコレクタ〜エミッタ間電圧の温度係数。
(Including the temperature coefficient of the current conversion rate of the photocoupler) (iii) The voltage Vq 1 of the transistor 7a (Q 1 ) is: Vq 1 = Vq + γq (t-25) (4) where Vq : collector-to-emitter voltage for Q 1 in the element temperature 25 ℃, γq: temperature coefficient of the collector-emitter voltage for Q 1.

【0030】(iv)抵抗7b(R1 )の電圧Vr1 は、 Vr1 =Vr+γr・(t−25) ・・・ (5) ただし、Vr:素子温度25℃における回路電流による
1 の電圧降下、 γr:R1 の電圧降下の温度係数。
(Iv) The voltage Vr 1 of the resistor 7b (R 1 ) is: Vr 1 = Vr + γr (t-25) (5) where Vr is the voltage of R 1 due to the circuit current at the element temperature of 25 ° C. Drop, γr: Temperature coefficient of the voltage drop of R 1 .

【0031】(他の部品の温度係数で変化した回路電流
による電圧降下を含む) 以上の各式で表される温度係数部分の合計が0に近いほ
ど、環境温度変化に対して安定な電源装置となる。温度
係数部分の合計は下記の式で表される。
(Including voltage drop due to circuit current changed by temperature coefficient of other components) The closer the total of the temperature coefficient portions represented by the above equations is to 0, the more stable the power supply device against environmental temperature changes. Becomes The total of the temperature coefficient parts is expressed by the following formula.

【0032】 Σγ=γZ+γpc+γq+γr ・・・ (6) この(6)式で示されるΣγを0に近づけるには、γq
を変えればよく、具体的にはトランジスタ7aのベース
バイアス抵抗を調整すればよい。
Σγ = γZ + γpc + γq + γr (6) To bring Σγ represented by the equation (6) close to 0, γq
May be changed, and specifically, the base bias resistance of the transistor 7a may be adjusted.

【0033】なお、図1ではトランジスタ7aにPNP
型を用いたが、これに限定されるものではなく、図2に
示す様に、NPN型のトランジスタを用いることも可能
である。
In FIG. 1, the transistor 7a has a PNP.
However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to use an NPN type transistor as shown in FIG.

【0034】〔実施例2〕図3は本発明によるスイッチ
ング電源装置の他の実施例の主要部の構成を示す回路図
である。なお、図3においては、図1と同一であるもの
には同一引用数字を用いたので、重複する説明は省略す
る。
[Embodiment 2] FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of another embodiment of the switching power supply device according to the present invention. Note that, in FIG. 3, the same reference numerals are used for the same elements as those in FIG. 1, and thus duplicated description will be omitted.

【0035】本実施例は、図1の構成の電圧検出回路7
に対し、フォトカプラ4の発光部4b(PC1 )の出側
(コールドエンド)とアース間にコンデンサ(C1 )9
を接続したところに特徴がある。コンデンサ9は、図4
に示す様に、出力電圧Voに含まれるリプル電圧(スイ
ッチング動作の際に発生する)の立ち上がり部分で発光
部4b(PC1 )にパルス状の電流を流すように機能す
る。この電流によって発光部4bはスイッチング動作に
同期してパルス状の光信号を発信する。一般にフォトカ
プラ4の信号伝達時間は、電流が大きいほど短くなる特
徴があり、本実施例のようにパルス状に動作させること
によって、伝達時間を非常に短くすることができる。こ
のように、伝達時間が短くなることにより、出力電圧V
oの負荷変動による誤差信号をタイムリーに一次側のP
WM制御回路2に伝達することが可能になる。
In this embodiment, the voltage detection circuit 7 having the configuration shown in FIG. 1 is used.
On the other hand, a capacitor (C 1 ) 9 is provided between the output side (cold end) of the light emitting portion 4b (PC 1 ) of the photocoupler 4 and the ground.
It is characterized by connecting. The capacitor 9 is shown in FIG.
As shown in, a function of causing a pulsed current to flow through the light emitting portion 4b (PC 1 ) at the rising portion of the ripple voltage (generated during the switching operation) included in the output voltage Vo. This current causes the light emitting section 4b to emit a pulsed optical signal in synchronization with the switching operation. In general, the signal transmission time of the photocoupler 4 has a characteristic that it becomes shorter as the current becomes larger. By operating the photocoupler 4 in a pulsed manner as in this embodiment, the transmission time can be made extremely short. In this way, the transmission time is shortened, so that the output voltage V
Error signal due to load fluctuation of o
It becomes possible to transmit to the WM control circuit 2.

【0036】リプル電圧は負荷電流に比例して増大する
ため、パルス状の電流も比例して増加し、負荷増加で発
光部4bの電流が増加するため、出力電圧Voを低くす
る方向に制御される。この場合、発光部4bからトラン
ジスタ7a→抵抗7b→ツェナーダイオード7cに流れ
る電流が減少し、発光部4bの平均電流が減少するた
め、出力電圧Voは電圧設定値に対して安定に制御され
る。
Since the ripple voltage increases in proportion to the load current, the pulse current also increases in proportion, and the current in the light emitting section 4b increases as the load increases, so that the output voltage Vo is controlled to decrease. It In this case, the current flowing from the light emitting portion 4b to the transistor 7a → the resistor 7b → the zener diode 7c decreases, and the average current of the light emitting portion 4b decreases, so that the output voltage Vo is stably controlled with respect to the voltage setting value.

【0037】また、負荷電流の減少によってリプル電圧
が減少すると、パルス状の電流も減少するが、発光部4
bからトランジスタ7a→抵抗7b→ツェナーダイオー
ド7cに流れる電流が増加し、発光部4bの平均電流が
増加することにより、出力電圧Voは設定電圧値に対し
安定に制御される。
When the ripple voltage decreases due to the decrease in load current, the pulsed current also decreases.
The output voltage Vo is stably controlled with respect to the set voltage value by increasing the current flowing from b to the transistor 7a → the resistor 7b → the zener diode 7c and increasing the average current of the light emitting section 4b.

【0038】次に、負荷変動に対し、出力電圧の変動を
低減できる本発明の作用効果について説明する。
Next, the function and effect of the present invention which can reduce the fluctuation of the output voltage with respect to the load fluctuation will be described.

【0039】重い負荷状態から急激に負荷が軽くなった
場合、変動した直後からパルス状電流が増大し、出力電
圧の上昇を防止するように動作する。この詳細につい
て、図5を参照して説明すると、それまで重い負荷であ
ったのが時間t1 で軽くなると、この時点からリプル電
圧が増大する。すると発光部4bに流れるパルス状電流
が増大し、前記したようにPWM制御回路2は出力電圧
Voを低くする方向に制御を実行する。
When the load is suddenly lightened from the heavy load state, the pulsed current increases immediately after the change and the output voltage is prevented from increasing. The details will be described with reference to FIG. 5. When the heavy load, which has been heavy until then, is lightened at time t 1 , the ripple voltage increases from this point. Then, the pulsed current flowing through the light emitting portion 4b increases, and the PWM control circuit 2 executes control in the direction of lowering the output voltage Vo as described above.

【0040】一方、図6に示すように、t2 時点で軽い
負荷状態から急激に重い負荷状態に変わると、変動した
直後からパルス状電流が減少(又は消滅)し、更に、ト
ランジスタ7a→抵抗7b→ツェナーダイオード7cに
流れる電流も減少するため、PWM制御回路2の応答時
間で出力電圧が回復する。
On the other hand, as shown in FIG. 6, when the light load state suddenly changes to the heavy load state at time t 2 , the pulsed current decreases (or disappears) immediately after the change, and the transistor 7a → resistor Since the current flowing from 7b to Zener diode 7c also decreases, the output voltage recovers within the response time of the PWM control circuit 2.

【0041】以上の様に、図3の実施例によれば、負荷
変動に対する出力電圧Voの追従を早くすることができ
る。
As described above, according to the embodiment shown in FIG. 3, the output voltage Vo can follow the load variation quickly.

【0042】なお、上記実施例においては、トランジス
タ7aにバイアス抵抗内蔵型を用いたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、バイアス抵抗を外付けにし
てもよい。また、複数の部品が直列接続された部分にお
いては、その接続順が図1〜図3に示した回路に限定さ
れるものではなく、どのような順番にしてもよい。ま
た、トランジスタに代えて、ICやFETなどを使用す
ることもできる。
In the above embodiment, the transistor 7a has a built-in bias resistor, but the present invention is not limited to this, and the bias resistor may be externally attached. Further, in a portion where a plurality of components are connected in series, the connection order is not limited to the circuits shown in FIGS. 1 to 3, and any order may be used. Further, instead of the transistor, an IC or FET can be used.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は上記の通り構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0044】請求項1及び2記載の発明によれば、直流
電源に接続されるスイッチング回路の出力にスイッチン
グ素子を接続し、その負荷として二次巻線を有するトラ
ンスを接続し、前記二次巻線に出力される交流電圧を整
流及び平滑して得た直流電圧の状態を電圧検出回路によ
って検出し、その検出値を前記スイッチング回路へフォ
トカプラを介してフィードバックさせることにより前記
二次巻線の出力電圧を制御するスイッチング電源装置に
おいて、前記電圧検出回路は、前記フォトカプラの発光
部、バイアス抵抗内蔵型の半導体素子、抵抗及びツェナ
ーダイオードの各々を直列接続する構成にしたので、位
相補償用の回路(部品)を必要としなくなり、これによ
って部品点数を低減し、コストダウンを図ることができ
る。
According to the first and second aspects of the present invention, the switching element is connected to the output of the switching circuit connected to the DC power supply, and the transformer having the secondary winding is connected as the load, and the secondary winding is connected. The state of the DC voltage obtained by rectifying and smoothing the AC voltage output to the line is detected by a voltage detection circuit, and the detected value is fed back to the switching circuit via a photocoupler, so that the secondary winding In the switching power supply device for controlling the output voltage, the voltage detection circuit has a configuration in which each of the light emitting portion of the photocoupler, the semiconductor element with the built-in bias resistor, the resistor, and the Zener diode is connected in series. Circuits (parts) are no longer required, and this can reduce the number of parts and reduce costs.

【0045】請求項3のスイッチング電源装置において
は、前記発光部が前記電圧検出回路の最も電位の高い側
に配設されると共に、前記発光部の低電位側と前記電圧
検出回路の最も電位の低い部位との間にコンデンサを接
続するようにしたので、急激で大きな負荷変動に追従で
きる様になり、装置の小型化及びローコスト化を図るこ
とができる。
In the switching power supply device according to a third aspect of the present invention, the light emitting section is disposed on the side of the voltage detecting circuit with the highest potential, and the low potential side of the light emitting section and the highest potential of the voltage detecting circuit. Since the capacitor is connected between the lower part and the lower part, it is possible to follow abrupt and large load changes, and it is possible to reduce the size and cost of the device.

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

【図1】本発明によるスイッチング電源装置の一実施例
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a switching power supply device according to the present invention.

【図2】図1にあって異極性のトランジスタを用いた電
圧検出回路の構成例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a voltage detection circuit using transistors of different polarities in FIG.

【図3】本発明によるスイッチング電源装置の他の実施
例の主要部の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of another embodiment of the switching power supply device according to the present invention.

【図4】図3に示す電圧検出回路のフォトカプラの動作
を示す電流波形図である。
FIG. 4 is a current waveform diagram showing an operation of a photocoupler of the voltage detection circuit shown in FIG.

【図5】負荷が重い状態から軽い状態に急激に変化した
場合のフォトカプラの動作を示す電流波形図である。
FIG. 5 is a current waveform diagram showing the operation of the photocoupler when the load is suddenly changed from a heavy state to a light state.

【図6】負荷が軽い状態から重い状態に急激に変化した
場合のフォトカプラの動作を示す電流波形図である。
FIG. 6 is a current waveform diagram showing the operation of the photocoupler when the load suddenly changes from a light load state to a heavy load state.

【図7】従来のスイッチング電源装置における電圧検出
回路を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a voltage detection circuit in a conventional switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 PWM制御回路 3 スイッチング素子 4 フォトカプラ 4a 受光部 4b 発光部 5 トランス 6 平滑回路 7 電圧検出回路 7a トランジスタ 7b 抵抗 7c ツェナーダイオード 9 コンデンサ 1 DC power supply 2 PWM control circuit 3 Switching element 4 Photocoupler 4a Light receiving part 4b Light emitting part 5 Transformer 6 Smoothing circuit 7 Voltage detection circuit 7a Transistor 7b Resistor 7c Zener diode 9 Capacitor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源に接続されるスイッチング回路
の出力にスイッチング素子を接続し、その負荷として二
次巻線を有するトランスを接続し、前記二次巻線に出力
される交流電圧を整流及び平滑して得た直流電圧の状態
を電圧検出回路によって検出し、その検出値を前記スイ
ッチング回路へフォトカプラを介してフィードバックさ
せることにより前記二次巻線の出力電圧を制御するスイ
ッチング電源装置において、前記電圧検出回路は、前記
フォトカプラの発光部、バイアス抵抗内蔵型の半導体素
子、抵抗及びツェナーダイオードの各々の直列接続から
成ることを特徴とするスイッチング電源装置。
1. A switching element is connected to an output of a switching circuit connected to a DC power source, a transformer having a secondary winding is connected as a load, and an AC voltage output to the secondary winding is rectified and In the switching power supply device for controlling the output voltage of the secondary winding by detecting the state of the DC voltage obtained by smoothing by a voltage detection circuit, and feeding back the detected value to the switching circuit via a photocoupler, The switching power supply device is characterized in that the voltage detection circuit comprises a light emitting part of the photocoupler, a semiconductor device with a built-in bias resistor, a resistor and a zener diode connected in series.
【請求項2】 前記半導体素子がトランジスタ、IC及
びFETのいずれかからなることを特徴とする請求項1
記載のスイッチング電源装置。
2. The semiconductor element is formed of any one of a transistor, an IC and a FET.
The switching power supply described.
【請求項3】 前記発光部が前記電圧検出回路の最も電
位の高い側に配設されると共に、前記発光部の低電位側
と前記電圧検出回路の最も電位の低い部位との間にコン
デンサを接続することを特徴とする請求項1記載のスイ
ッチング電源装置。
3. The light emitting unit is disposed on the side of the voltage detecting circuit having the highest potential, and a capacitor is provided between the low potential side of the light emitting unit and the portion of the voltage detecting circuit having the lowest potential. The switching power supply device according to claim 1, wherein the switching power supply device is connected.
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