JPH0919136A - Switching power supply - Google Patents
Switching power supplyInfo
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- JPH0919136A JPH0919136A JP16172595A JP16172595A JPH0919136A JP H0919136 A JPH0919136 A JP H0919136A JP 16172595 A JP16172595 A JP 16172595A JP 16172595 A JP16172595 A JP 16172595A JP H0919136 A JPH0919136 A JP H0919136A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、広範囲の入力電圧に対
応できるスイッチング電源装置に関する。直流電源から
の入力電圧をスイッチング制御して、設定された直流出
力電圧を維持するスイッチング電源装置は、各種の装置
の安定化電源装置として採用されている。又直流電源は
各種の電圧系が存在し、それぞれの電圧系に対応してス
イッチング電源装置を構成することになる。従って、多
品種生産によるコストアップとなる問題がある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device which can handle a wide range of input voltages. 2. Description of the Related Art A switching power supply device that performs switching control of an input voltage from a DC power supply and maintains a set DC output voltage is used as a stabilizing power supply device for various devices. Further, the DC power supply has various voltage systems, and the switching power supply device is configured corresponding to each voltage system. Therefore, there is a problem that the cost is increased due to the production of various kinds.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は従来例の説明図であり、６１はト
ランジスタ、６２は入力コンデンサ、６３はトランス、
６４はパルス幅制御回路、６５はリアクトル、６６はコ
ンデンサ、６７，６８はダイオード、６９，７０は抵
抗、７１は基準電圧、７２は誤差増幅器、７３は発振
器、７４はパルス幅変調駆動回路、Ｖｉｎは入力電圧、
Ｖｏｕｔは出力電圧、Ｎ1 は一次巻線の巻数、Ｎ2 は二
次巻線の巻数を示す。又リセット巻線やスナバ回路等は
図示を省略している。2. Description of the Related Art FIG. 6 is an explanatory view of a conventional example, in which 61 is a transistor, 62 is an input capacitor, 63 is a transformer,
Reference numeral 64 is a pulse width control circuit, 65 is a reactor, 66 is a capacitor, 67 and 68 are diodes, 69 and 70 are resistors, 71 is a reference voltage, 72 is an error amplifier, 73 is an oscillator, 74 is a pulse width modulation drive circuit, and Vin. Is the input voltage,
Vout is the output voltage, N 1 is the number of turns of the primary winding, and N 2 is the number of turns of the secondary winding. Illustration of the reset winding, snubber circuit, etc. is omitted.
【０００３】トランジスタ６１は、パルス幅制御回路６
４によってオン，オフ制御され、オンの時に、図示を省
略した直流電源からの入力電圧Ｖｉｎによりトランス６
３の一次巻線に電流が流れる。この場合のトランジスタ
６１のオン直後は、入力コンデンサ６２から電流が供給
されて、直流電源の電圧変動を抑制する。又二次巻線に
誘起した電圧は、ダイオード６７，６８とリアクトル６
５とコンデンサ６６とからなる整流平滑回路によって整
流されて平滑化され、安定化された出力電圧Ｖｏｕｔと
なる。The transistor 61 is a pulse width control circuit 6
ON / OFF control is performed by the transformer 4, and when turned on, the transformer 6 is driven by an input voltage Vin from a DC power source (not shown).
A current flows through the primary winding of No. 3. Immediately after the transistor 61 is turned on in this case, a current is supplied from the input capacitor 62 to suppress the voltage fluctuation of the DC power supply. Further, the voltage induced in the secondary winding is applied to the diodes 67 and 68 and the reactor 6
The output voltage Vout is rectified and smoothed by the rectifying / smoothing circuit including the capacitor 5 and the capacitor 66, and is stabilized.
【０００４】この出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗６９，７０
によって分圧され、誤差増幅器７２によって基準電圧７
１との誤差分がパルス幅変調駆動回路７４に加えられ、
発振器７３からの鋸歯状波信号と比較されて、トランジ
スタ６１のオン期間を決めるパルスがゲートに加えら
れ、出力電圧Ｖｏｕｔが設定値より高くなると、オン期
間が短くなり、反対に出力電圧Ｖｏｕｔが設定値より低
くなると、オン期間が長くなるように制御され、出力電
圧Ｖｏｕｔは設定値となるように制御される。即ち、フ
ォワード型のスイッチング電源装置を構成している。This output voltage Vout is applied to resistors 69 and 70.
Is divided by the reference voltage 7 by the error amplifier 72.
The error from 1 is added to the pulse width modulation drive circuit 74,
When a pulse that determines the ON period of the transistor 61 is compared with the sawtooth wave signal from the oscillator 73 and the output voltage Vout becomes higher than the set value, the ON period becomes shorter, and conversely, the output voltage Vout is set. When it is lower than the value, the ON period is controlled to be long, and the output voltage Vout is controlled to be the set value. That is, a forward type switching power supply device is configured.
【０００５】トランジスタ６１のオン期間をＴｏｎ、オ
フ期間をＴｏｆｆとすると、出力電圧Ｖｏｕｔは、 Ｖｏｕｔ＝（Ｎ2 ／Ｎ1 ）〔Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆ
ｆ）〕Ｖｉｎ で表される。トランス６３の一次巻線の巻数Ｎ1 と二次
巻線の巻数Ｎ2 とは、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕ
ｔとの比に対応して選定されるものであり、又一般的に
は、Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆは一定の周期Ｔとするものであ
る。従って、オン期間Ｔｏｎを制御することにより、Ｔ
ｏｎ／Ｔが変化するから、出力電圧Ｖｏｕｔを制御でき
る。Assuming that the on period of the transistor 61 is Ton and the off period is Toff, the output voltage Vout is Vout = (N 2 / N 1 ) [Ton / (Ton + Tof
f)] is represented by Vin. The number of turns N 1 of the primary winding and the number of turns N 2 of the secondary winding of the transformer 63 are the input voltage Vin and the output voltage Vou.
It is selected according to the ratio with t, and generally, Ton + Toff has a constant period T. Therefore, by controlling the on period Ton, T
Since on / T changes, the output voltage Vout can be controlled.
【０００６】しかし、このオン期間Ｔｏｎは、トランス
６３のリセット期間が必要であることから、１周期Ｔの
６０％程度以下としなければならない。又オン期間Ｔｏ
ｎを極端に短くすることは、回路素子の動作速度や波形
の立上り等の問題があって、実際上は困難である。その
為に、入力電圧Ｖｉｎが大幅に変更になる場合は、その
入力電圧Ｖｉｎ対応の構成が採用されている。However, this on period Ton must be about 60% or less of one cycle T because the reset period of the transformer 63 is required. On period To again
It is practically difficult to make n extremely short because there are problems such as the operating speed of the circuit element and the rising of the waveform. Therefore, when the input voltage Vin is significantly changed, a configuration corresponding to the input voltage Vin is adopted.
【０００７】又電圧の異なる複数の直流電源を、トラン
スの一次巻線に、直流電源の電圧と一次巻線の巻数との
比がほぼ同一となるように設定したタップに、それぞれ
ダイオードを介して直流電源を接続し、複数の異なる電
圧の直流電源から並列的に電力を供給できるようにした
スイッチング電源装置が知られている（例えば、特開昭
５８−１３９６７５号公報参照）。Further, a plurality of DC power supplies having different voltages are respectively connected to the primary winding of the transformer, to taps set so that the ratio of the voltage of the DC power supply and the number of turns of the primary winding is substantially the same, via diodes. A switching power supply device is known in which a direct current power source is connected and power can be supplied in parallel from a plurality of direct current power sources having different voltages (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 58-139675).
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】各種の通信装置等に於
いては、例えば、−２４Ｖ，−４８Ｖ，−６０Ｖの直流
電源が使用されている。このような３種類の電圧の直流
電源を備えた場合、それぞれの直流電源の電圧対応のス
イッチング電源装置を構成することになる。そこで、入
力電圧Ｖｉｎの変動が±１２％程度の場合も出力電圧Ｖ
ｏｕｔを安定化できるならば、例えば、−５４Ｖを入力
電圧Ｖｉｎとするように構成したスイッチング電源装置
を用いることにより、−６０Ｖと−４８Ｖとの直流電源
に対して共用化することが可能となる。その場合に於い
ても、−２４Ｖの直流電源には対応できないので、−２
４Ｖ用のスイッチング電源装置を構成する必要がある。
即ち、大幅に電圧が異なる直流電源に対しては、スイッ
チング電源装置を共用化できないので、コストアップと
なる問題がある。In various communication devices and the like, for example, DC power supplies of -24V, -48V, -60V are used. When the DC power supplies of such three types of voltages are provided, a switching power supply device corresponding to the voltage of each DC power supply is configured. Therefore, even when the fluctuation of the input voltage Vin is about ± 12%, the output voltage V
If out can be stabilized, for example, by using a switching power supply device configured so that the input voltage Vin is −54 V, it becomes possible to share it with a DC power supply of −60 V and −48 V. . Even in that case, since it cannot support a DC power supply of -24V, it is -2
It is necessary to configure a switching power supply device for 4V.
That is, the switching power supply cannot be shared for the DC power supplies having significantly different voltages, which causes a problem of cost increase.
【０００９】又異なる電圧の直流電源を接続する為に複
数のタップをトランスの一次巻線に形成する従来例と同
様に、トランス６３の一次巻線に、入力電圧Ｖｉｎ対応
のタップを形成して、直流電源を接続することが考えら
れる。例えば、−２４Ｖ，−４８Ｖ，−６０Ｖ対応のタ
ップをトランス６３の一次巻線に形成し、−２４Ｖの直
流電源を用いる場合は、その−２４Ｖ用のタップに接続
し、−４８Ｖの直流電源を用いる場合は、その−４８Ｖ
用のタップに接続し、−６０Ｖの直流電源を用いる場合
は、その−６０Ｖ用のタップに接続することになる。し
かし、直流電源の電圧とタップとの関係を誤って接続す
る場合があるから、そのような誤接続が発生しても危険
が生じないように保護手段を設ける必要があり、コスト
アップとなる問題がある。本発明は、大幅に電圧が異な
る直流電源に対しても、安全に１台のスイッチング電源
装置で共用できるようにすることを目的とする。Further, similarly to the conventional example in which a plurality of taps are formed on the primary winding of the transformer for connecting DC power supplies of different voltages, a tap corresponding to the input voltage Vin is formed on the primary winding of the transformer 63. It is conceivable to connect a DC power supply. For example, when a tap corresponding to -24V, -48V, and -60V is formed on the primary winding of the transformer 63 and a DC power supply of -24V is used, it is connected to the tap for -24V and a DC power supply of -48V is connected. If used, -48V
When a DC power supply of -60V is used by connecting to the tap for the power supply, it is connected to the tap for the -60V. However, the relationship between the voltage of the DC power supply and the taps may be erroneously connected, so it is necessary to provide protective measures so that danger does not occur even if such an erroneous connection occurs, which increases cost. There is. An object of the present invention is to enable a single switching power supply device to safely share a DC power supply having a significantly different voltage.
【００１０】[0010]
【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、図１を参照して説明すると、（１）一次巻線
と二次巻線とを少なくとも備えたトランス３と、一次巻
線と直流電源６との間に接続してオン，オフ制御される
第１のスイッチング素子１と、二次巻線に接続し、この
二次巻線の誘起電圧を整流平滑化する整流平滑回路とを
有するスイッチング電源装置に於いて、トランス３の一
次巻線を、少なくとも第１，第２の巻線を直列接続して
構成し、この第２の巻線と直流電源６との間に、この直
流電源６の電圧に対応してトランス３の巻数比を切替え
る為の第２のスイッチング素子２を接続したものであ
る。A switching power supply device according to the present invention will be described with reference to FIG. 1. (1) A transformer 3 having at least a primary winding and a secondary winding; A first switching element 1 which is connected to a DC power source 6 and is controlled to be turned on and off, and a rectifying and smoothing circuit which is connected to a secondary winding and rectifies and smoothes an induced voltage in the secondary winding are provided. In the switching power supply device having the above, the primary winding of the transformer 3 is configured by connecting at least first and second windings in series, and between the second winding and the DC power supply 6, the DC The second switching element 2 for switching the winding ratio of the transformer 3 in accordance with the voltage of the power source 6 is connected.
【００１１】又（２）整流平滑回路の出力電圧Ｖｏｕｔ
と設定電圧との差の誤差電圧に対応して第１のスイッチ
ング素子１のオン期間を制御するパルス幅制御回路４
と、直流電源６の電圧を検出して第２のスイッチング素
子２のオン，オフを制御する電源電圧検出回路５とを備
えることができる。(2) Output voltage Vout of rectifying / smoothing circuit
Pulse width control circuit 4 for controlling the ON period of the first switching element 1 in accordance with the error voltage of the difference between the voltage and the set voltage.
And a power supply voltage detection circuit 5 that detects the voltage of the DC power supply 6 and controls ON / OFF of the second switching element 2.
【００１２】又（３）第２のスイッチング素子２を所定
の周期で且つ所定のデューティ比でオン，オフ制御し、
第１のスイッチング素子１をパルス幅制御回路４によっ
てオン，オフ制御する構成とすることができる。(3) On / off control of the second switching element 2 is performed at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio,
The first switching element 1 can be configured to be turned on / off by the pulse width control circuit 4.
【００１３】又（４）電源電圧検出回路５により直流電
源６の電圧を検出し、この電圧に対応して第２のスイッ
チング素子２をオン，オフ制御するデューティ比を制御
することができる。(4) It is possible to detect the voltage of the DC power supply 6 by the power supply voltage detection circuit 5 and control the duty ratio for ON / OFF controlling the second switching element 2 in accordance with this voltage.
【００１４】又（５）第１のスイッチング素子１を所定
の周期で且つ所定のデューティ比でオン，オフ制御し、
第２のスイッチング素子２をパルス幅制御回路４により
オン，オフ制御し、この第２のスイッチング素子２のオ
ン期間を第１のスイッチング素子１のオン期間と重なる
ように制御する構成とすることができる。(5) On / off control of the first switching element 1 is performed at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio,
On / off control of the second switching element 2 is performed by the pulse width control circuit 4, and the on period of the second switching element 2 may be controlled to overlap with the on period of the first switching element 1. it can.
【００１５】[0015]
【作用】トランス３の一次巻線を巻数Ｎ11の第１の巻線
と巻数Ｎ12の第２の巻線とにより構成し、第２の巻線と
直流電源６との間に第２のスイッチング素子２を接続す
る。第１，第２の巻線の巻数をＮ11＝Ｎ12＝Ｎ1 ／２と
し、二次巻線の巻数比をＮ2 とすると、第２のスイッチ
ング素子２をオフ状態とした時のトランス３の一次巻線
と二次巻線との巻数比はＮ1 ：Ｎ2 となる。又第２のス
イッチング素子２をオン状態とした時のトランス３の一
次巻線と二次巻線との巻数比は（Ｎ1 ／２）：Ｎ2 とな
る。又第２のスイッチング素子２をオン，オフ制御し、
そのデューティ比を制御することにより、等価的に一次
巻線と二次巻線との巻数比は、Ｎ1：Ｎ2 と（Ｎ1 ／
２）：Ｎ2 の間で変化することになる。従って、直流電
源６の電圧に対応してトランス３の巻数比を切替えるこ
とができる。The primary winding of the transformer 3 is composed of the first winding having the number of turns N 11 and the second winding having the number of turns N 12 , and the second winding is provided between the second winding and the DC power supply 6. The switching element 2 is connected. First, the number of turns of the second winding and N 11 = N 12 = N 1 /2, when the turns ratio of the secondary winding and N 2, the transformer when the second switching element 2 is turned off The ratio of the number of turns between the primary winding and the secondary winding of No. 3 is N 1 : N 2 . The turns ratio of the second primary winding and the secondary winding of the transformer 3 when the switching element 2 is turned on is (N 1/2): a N 2. Also, the second switching element 2 is controlled to be turned on and off,
By controlling the duty ratio, the turns ratio of the primary winding and the secondary winding is equivalently N 1 : N 2 and (N 1 /
2): Will vary between N 2 . Therefore, the winding ratio of the transformer 3 can be switched according to the voltage of the DC power supply 6.
【００１６】又パルス幅制御回路４は、出力電圧Ｖｏｕ
ｔと設定電圧との差の誤差電圧に対応して第１のスイッ
チング素子１のオン，オフ制御を行うと共に、そのオン
期間を制御するものであり、それによって、出力電圧Ｖ
ｏｕｔを安定化することができる。又電源電圧検出回路
５は、直流電源６による入力電圧Ｖｉｎを検出し、例え
ば、入力電圧Ｖｉｎが所定値以上の場合に第２のスイッ
チング素子２をオフとし、反対に所定値より低い場合に
第２のスイッチング素子２をオンとして、自動的にトラ
ンス３の巻数比を切替える。Further, the pulse width control circuit 4 outputs the output voltage Vou.
The ON / OFF control of the first switching element 1 is performed in accordance with the error voltage of the difference between t and the set voltage, and the ON period is controlled, whereby the output voltage V
out can be stabilized. Further, the power supply voltage detection circuit 5 detects the input voltage Vin from the DC power supply 6, turns off the second switching element 2 when the input voltage Vin is equal to or higher than a predetermined value, and conversely, when the input voltage Vin is lower than the predetermined value. The second switching element 2 is turned on to automatically switch the winding ratio of the transformer 3.
【００１７】又第２のスイッチング素子２を所定の周期
で且つ所定のデューティ比でオン，オフ制御し、オフの
タイミングで第１のスイッチング素子１をパルス幅制御
回路４によってオンとすると、トランス３の一次巻線は
第１，第２の巻線を直列接続した状態の巻数比となり、
又第２のスイッチング素子２がオンのタイミングで第１
のスイッチング素子１をパルス幅制御回路４によってオ
ンとすると、トランス３の一次巻線は第２の巻線のみで
構成された状態の巻数比となる。従って、第２のスイッ
チング素子２のオン，オフの期間と、第１のスイッチン
グ素子１のオン期間との重なりに対応して、トランス３
の等価的な巻数比を切替えることができる。When the second switching element 2 is on / off controlled at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio, and the first switching element 1 is turned on by the pulse width control circuit 4 at the off timing, the transformer 3 The primary winding has a turns ratio in the state where the first and second windings are connected in series,
The first switching element 2 is turned on when the second switching element 2 is turned on.
When the switching element 1 of 1 is turned on by the pulse width control circuit 4, the primary winding of the transformer 3 has a winding ratio in a state of being configured only by the second winding. Therefore, the transformer 3 corresponds to the overlap between the ON / OFF period of the second switching element 2 and the ON period of the first switching element 1.
The equivalent turns ratio of can be switched.
【００１８】又電源電圧検出回路５によって直流電源６
の電圧、即ち、入力電圧Ｖｉｎを検出して、第２のスイ
ッチング素子２をオン，オフ制御するデューティ比を制
御することにより、トランス３の等価的な巻数比を切替
えることができる。Further, the power supply voltage detection circuit 5 is used to supply a DC power supply 6
The equivalent turn ratio of the transformer 3 can be switched by detecting the input voltage Vin, and controlling the duty ratio for ON / OFF controlling the second switching element 2.
【００１９】又トランス３の一次巻線に直列に接続され
た第１のスイッチング素子１を所定の周期で且つ所定の
デューティ比でオン，オフ制御し、出力電圧Ｖｏｕｔを
検出するパルス幅制御回路４により、トランス３の一次
巻線の第２の巻線に接続した第２のスイッチング素子２
のオン，オフ制御のオン期間を制御し、この場合の第１
のスイッチング素子１のオン期間に於ける第２のスイッ
チング素子２のオン期間とオフ期間との比率に対応し
て、トランス３の等価的な巻数比を切替えることができ
る。A pulse width control circuit 4 for detecting the output voltage Vout by on / off controlling the first switching element 1 connected in series to the primary winding of the transformer 3 at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio. Allows the second switching element 2 connected to the second winding of the primary winding of the transformer 3 to
Control the ON period of ON / OFF control of the
The equivalent turn ratio of the transformer 3 can be switched according to the ratio of the ON period and the OFF period of the second switching element 2 in the ON period of the switching element 1.
【００２０】[0020]
【実施例】図１は本発明の第１の実施例の説明図であ
り、１はＦＥＴによる第１のスイッチング素子、２はＦ
ＥＴによる第２のスイッチング素子、３はトランス、４
はパルス幅制御回路、５は電源電圧検出回路、６は直流
電源、７，８はダイオード、９はコンデンサ、１０はリ
アクトル、１１は入力コンデンサ、１２，１３はダイオ
ード、１４，１５は抵抗、１６は基準電圧、１７は比較
器、１８は基準電圧、１９は比較器、２０は駆動回路で
ある。この実施例は、フォワード型のスイッチング電源
装置を示し、リセット巻線やスナバ回路等は図示を省略
している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory view of a first embodiment of the present invention, in which 1 is a first switching element by FET and 2 is F.
2nd switching element by ET, 3 is a transformer, 4
Is a pulse width control circuit, 5 is a power supply voltage detection circuit, 6 is a DC power supply, 7 and 8 are diodes, 9 is a capacitor, 10 is a reactor, 11 is an input capacitor, 12 and 13 are diodes, 14 and 15 are resistors, 16 Is a reference voltage, 17 is a comparator, 18 is a reference voltage, 19 is a comparator, and 20 is a drive circuit. In this embodiment, a forward type switching power supply device is shown, and the reset winding, the snubber circuit, etc. are not shown.
【００２１】又トランス３は、巻数Ｎ11，Ｎ12の第１，
第２の巻線を直列に接続した一次巻線と、巻数Ｎ2 の二
次巻線とを備えている。この二次巻線に、ダイオード
７，８と、コンデンサ９と、リアクトル１０とからなる
整流平滑回路を接続し、二次巻線に誘起した電圧を整流
して平滑化し、安定化した出力電圧Ｖｏｕｔとして、図
示を省略した電子回路等に供給する。The transformer 3 has the first and second windings N 11 and N 12 .
It has a primary winding in which a second winding is connected in series and a secondary winding having a number of turns N 2 . A rectifying / smoothing circuit including diodes 7, 8 and a capacitor 9 and a reactor 10 is connected to the secondary winding to rectify and smooth the voltage induced in the secondary winding to stabilize the output voltage Vout. As an example, it is supplied to an electronic circuit or the like (not shown).
【００２２】又トランス３の第１，第２の巻線を直列に
接続した一次巻線に、第１のスイッチング素子１と、ダ
イオード１３とを介して直流電源６に接続する。又第１
の巻線とダイオード１３とに対して、並列にダイオード
１２と第２のスイッチング素子２との直列回路を接続す
る。即ち、第２の巻線と直流電源６との間に第２のスイ
ッチング素子２を接続する。又パルス幅制御回路４は、
出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧との差の誤差電圧が小さく
なるように、第１のスイッチング素子１のオン期間を制
御するものであり、例えば、図６に示すパルス幅制御回
路６４の構成や、既に知られている集積回路化された構
成等を適用することができる。The primary winding in which the first and second windings of the transformer 3 are connected in series is connected to the DC power source 6 via the first switching element 1 and the diode 13. The first
A series circuit of the diode 12 and the second switching element 2 is connected in parallel to the winding and the diode 13. That is, the second switching element 2 is connected between the second winding and the DC power supply 6. Further, the pulse width control circuit 4 is
The ON period of the first switching element 1 is controlled so that the error voltage of the difference between the output voltage Vout and the reference voltage becomes small. For example, the configuration of the pulse width control circuit 64 shown in FIG. A known integrated circuit configuration or the like can be applied.
【００２３】又電源電圧検出回路５は、直流電源６によ
る入力電圧Ｖｉｎを抵抗１４，１５によって分圧し、基
準電圧１６と比較器１７により比較し、基準電圧１６よ
り分圧電圧が大きい場合の比較出力信号により、駆動回
路２０は第２のスイッチング素子２をオフとし、又分圧
電圧と基準電圧１８とを比較器１９により比較し、基準
電圧１８より分圧電圧が小さい場合の比較出力信号によ
り、駆動回路２０は第２のスイッチング素子２をオンと
し、又分圧電圧が基準電圧１６より小さく、且つ基準電
圧１８より大きい場合は、駆動回路２０は第２のスイッ
チング素子２を所定のデューティ比でオン，オフ制御す
る。Further, the power supply voltage detection circuit 5 divides the input voltage Vin from the DC power supply 6 by the resistors 14 and 15, compares it with the reference voltage 16 by the comparator 17, and compares when the divided voltage is larger than the reference voltage 16. The drive circuit 20 turns off the second switching element 2 by the output signal, compares the divided voltage with the reference voltage 18 by the comparator 19, and outputs the comparison output signal when the divided voltage is smaller than the reference voltage 18. When the drive circuit 20 turns on the second switching element 2 and the divided voltage is lower than the reference voltage 16 and higher than the reference voltage 18, the drive circuit 20 sets the second switching element 2 to a predetermined duty ratio. ON / OFF control with.
【００２４】前述のように、第２のスイッチング素子２
がオフの場合は、トランス３の一次巻線と二次巻線との
巻数比は、（Ｎ11＋Ｎ12）：Ｎ2 となり、第２のスイッ
チング素子２がオンの場合は、第１の巻線には電流が流
れないので、Ｎ12：Ｎ2 となる。この場合、Ｎ11＝Ｎ12
とすると、例えば、直流電源６の電圧が５０Ｖの時に、
第２のスイッチング素子２をオフとし、２５Ｖの時に、
第２のスイッチング素子２をオンとするように、電源電
圧検出回路５によって第２のスイッチング素子２を制御
すれば、５０Ｖと２５Ｖとの直流電源の何れに対して
も、第１のスイッチング素子１のオン期間制御によって
同一の出力電圧Ｖｏｕｔが得られる。As described above, the second switching element 2
Is off, the turns ratio of the primary winding and the secondary winding of the transformer 3 is (N 11 + N 12 ): N 2 , and when the second switching element 2 is on, the first winding is turned on. Since no current flows through the line, N 12 : N 2 . In this case, N 11 = N 12
Then, for example, when the voltage of the DC power supply 6 is 50V,
When the second switching element 2 is turned off and the voltage is 25V,
When the second switching element 2 is controlled by the power supply voltage detection circuit 5 so that the second switching element 2 is turned on, the first switching element 1 can be applied to both DC power supplies of 50V and 25V. The same output voltage Vout can be obtained by controlling the ON period of.
【００２５】又第１，第２の巻線の巻数Ｎ11，Ｎ12を
３：２とし、直流電源６の電圧が６０Ｖの時に、第２の
スイッチング素子２をオフとし、直流電源６の電圧が２
４Ｖの時に、第２のスイッチング素子２をオンとする
と、トランス３の一次巻線と二次巻線との巻数比は、直
流電源６の電圧に対応して切替えられるから、同一の出
力電圧Ｖｏｕｔが得られる。又直流電源６の電圧が４２
Ｖの時は、第２のスイッチング素子２を例えばデューテ
ィ比５０％でオン，オフすると、トランス３の巻数比
は、４２Ｖの電圧に等価的に対応したものとなり、同一
の出力電圧Ｖｏｕｔが得られる。従って、４８Ｖの場合
は、デューティ比を５０％より小さくすることにより、
トランス３の巻数比を、４８Ｖに等価的に対応したもの
とすることができる。即ち、３種類の電圧系に対しても
同一のスイッチング電源装置を用いて、安定化した同一
の出力電圧Ｖｏｕｔを得ることができる。The number of turns N 11 , N 12 of the first and second windings is 3: 2, and when the voltage of the DC power supply 6 is 60V, the second switching element 2 is turned off and the voltage of the DC power supply 6 is changed. Is 2
When the second switching element 2 is turned on at 4V, the turns ratio between the primary winding and the secondary winding of the transformer 3 is switched according to the voltage of the DC power supply 6, so that the same output voltage Vout is output. Is obtained. In addition, the voltage of the DC power supply 6 is 42
At V, when the second switching element 2 is turned on and off at a duty ratio of 50%, the turn ratio of the transformer 3 equivalently corresponds to a voltage of 42 V, and the same output voltage Vout is obtained. . Therefore, in the case of 48V, by making the duty ratio smaller than 50%,
The winding ratio of the transformer 3 can be equivalently set to 48V. That is, it is possible to obtain the same stabilized output voltage Vout by using the same switching power supply device for the three types of voltage systems.
【００２６】又第２のスイッチング素子２をオン，オフ
制御する場合、第１のスイッチング素子１がオフの期間
に於いてオン，オフ制御しても、トランス３の巻数比の
制御ができないから、駆動回路２０は、パルス幅制御回
路４からの点線で示す経路によるタイミング信号に従っ
て、第２のスイッチング素子２のオン，オフ制御を行う
ことができる。When the second switching element 2 is on / off controlled, the turn ratio of the transformer 3 cannot be controlled even if the first switching element 1 is on / off controlled during the off period. The drive circuit 20 can perform on / off control of the second switching element 2 according to the timing signal from the pulse width control circuit 4 along the path shown by the dotted line.
【００２７】図２は本発明の第１の実施例の動作説明図
であり、（ａ）〜（ｃ）は第２のスイッチング素子２の
動作を示し、（ａ）は電源電圧検出回路５により検出し
た直流電源６の電圧が最大で、オフ（ｏｆｆ）とした場
合を示し、（ｂ）は直流電源６の電圧が最小で、オン
（ｏｎ）とした場合を示す。又（ｃ）は前述のように、
直流電源６の電圧が中間で、オン（ｏｎ），オフ（ｏｆ
ｆ）をデューティ比５０％で繰り返す場合を示す。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention. (A) to (c) show the operation of the second switching element 2 and (a) shows the power supply voltage detection circuit 5. The case where the detected voltage of the DC power supply 6 is maximum and turned off (off) is shown, and (b) shows the case where the voltage of the DC power supply 6 is minimum and turned on (on). Also, (c) is as described above,
The voltage of the DC power supply 6 is intermediate, and is on (on) and off (of).
The case where f) is repeated at a duty ratio of 50% is shown.
【００２８】又（ｄ）は第１のスイッチング素子１のオ
ン，オフ動作を示し、第２のスイッチング素子２が
（ｃ）に示すようにオン，オフ動作する場合に、第１の
スイッチング素子１のオン期間の前半が第２のスイッチ
ング素子２がオフ、後半がオンであるから、トランス３
の等価的な巻数比は、第２のスイッチング素子２がオフ
の場合とオンの場合との中間の値となる。この場合、第
１のスイッチング素子１のオン期間を一定として、その
タイミングをシフトすることによっても、出力電圧Ｖｏ
ｕｔを制御することができる。Further, (d) shows on / off operation of the first switching element 1, and when the second switching element 2 is on / off operation as shown in (c), the first switching element 1 Since the second switching element 2 is off in the first half of the on period of and the second half is on, the transformer 3
The equivalent turn ratio of is a value intermediate between the case where the second switching element 2 is off and the case where it is on. In this case, by keeping the ON period of the first switching element 1 constant and shifting the timing, the output voltage Vo
ut can be controlled.
【００２９】図３は本発明の第２の実施例の説明図であ
り、図１と同一符号は同一部分を示し、３１はパルス駆
動回路である。この実施例は、第２のスイッチング素子
２をパルス駆動回路３１によって所定の周期で且つ所定
のデューティ比でオン，オフ制御するものであり、第１
のスイッチング素子１は、パルス幅制御回路４によって
出力電圧Ｖｏｕｔを安定化するようにオン，オフ制御す
る。FIG. 3 is an explanatory view of the second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts, and 31 is a pulse drive circuit. In this embodiment, the second switching element 2 is controlled to be turned on / off by a pulse drive circuit 31 at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio.
The switching element 1 is controlled by the pulse width control circuit 4 so as to stabilize the output voltage Vout.
【００３０】この場合、第２のスイッチング素子２がオ
フの期間に於いて、第１のスイッチング素子１がオンと
なるようにタイミングを制御することによって、トラン
ス３の巻数比は、（Ｎ11＋Ｎ12）：Ｎ2 となり、第２の
スイッチング素子２がオンの期間に於いて、第１のスイ
ッチング素子１がオンとなるようにタイミングを制御す
ることによって、トランス３の巻数比は、Ｎ12：Ｎ2 と
なる。In this case, the turn ratio of the transformer 3 is (N 11 + N) by controlling the timing so that the first switching element 1 is turned on while the second switching element 2 is off. 12 ): N 2 , and by controlling the timing so that the first switching element 1 is turned on while the second switching element 2 is on, the turns ratio of the transformer 3 is N 12 : the N 2.
【００３１】又第２のスイッチング素子２のオンの期間
とオフの期間とにまたがって第１のスイッチング素子１
がオンとなるようにタイミングを制御すると、第１のス
イッチング素子１のオン期間内の第２のスイッチング素
子のオン，オフの比率に対応したトランス３の巻数比を
得ることができる。従って、直流電源の電圧が大幅に変
更される場合に於いても、第１のスイッチング素子１の
オン期間の制御並びにそのタイミングの制御によって、
安定化した同一の出力電圧Ｖｏｕｔを得ることができ
る。又入力電圧Ｖｉｎを検出してパルス駆動回路３１に
よる第２のスイッチング素子２のデューティ比を変更す
ることによって、更に入力電圧Ｖｉｎの範囲を拡大する
ことができる。In addition, the first switching element 1 extends over the ON period and the OFF period of the second switching element 2.
When the timing is controlled so that is turned on, it is possible to obtain the winding ratio of the transformer 3 corresponding to the on / off ratio of the second switching element within the on period of the first switching element 1. Therefore, even when the voltage of the DC power supply is changed significantly, the control of the ON period of the first switching element 1 and the control of the timing thereof
It is possible to obtain the same stabilized output voltage Vout. Further, by detecting the input voltage Vin and changing the duty ratio of the second switching element 2 by the pulse drive circuit 31, the range of the input voltage Vin can be further expanded.
【００３２】図４は本発明の第３の実施例の説明図であ
り、図１と同一符号は同一部分を示し、４１はパルス駆
動回路である。この実施例は、第１のスイッチング素子
１をパルス駆動回路４１によって、所定の周期で且つ所
定のデューティ比でオン，オフ制御し、第２のスイッチ
ング素子２をパルス幅制御回路４によってオン，オフ制
御するものである。FIG. 4 is an explanatory view of the third embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts, and 41 is a pulse drive circuit. In this embodiment, the first switching element 1 is turned on / off by a pulse drive circuit 41 at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio, and the second switching element 2 is turned on / off by a pulse width control circuit 4. To control.
【００３３】図５は本発明の第３の実施例の動作説明図
であり、（ａ）は第１のスイッチング素子１のオン，オ
フ動作、（ｂ）は第２のスイッチング素子２のオン，オ
フ動作、（ｃ）は二次巻線の誘起電圧を示す。第１のス
イッチング素子１は、パルス駆動回路４１によって所定
の周期で且つ所定のデューティ比でオン，オフする。そ
して、第２のスイッチング素子２は、第１のスイッチン
グ素子１のオン期間内に於いて、パルス幅制御回路４に
よって、所定の出力電圧Ｖｏｕｔとなるようにオン，オ
フ制御される。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the third embodiment of the present invention. (A) is an on / off operation of the first switching element 1, (b) is an on / off operation of the second switching element 2. Off operation, (c) shows the induced voltage in the secondary winding. The first switching element 1 is turned on and off by the pulse drive circuit 41 at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio. Then, the second switching element 2 is ON / OFF controlled by the pulse width control circuit 4 so as to have a predetermined output voltage Vout within the ON period of the first switching element 1.
【００３４】例えば、第１のスイッチング素子１のオン
期間内で、第２のスイッチング素子２がオフであると、
トランス３の巻数比はＮ2 ／（Ｎ11＋Ｎ12）となり、第
２のスイッチング素子２がオンであると、トランス３の
巻数比はＮ2 ／Ｎ12となる。従って、二次巻線の誘起電
圧は（ｃ）に示すように段階的に変化することになり、
整流平滑回路によって整流されて平滑化されて、所定の
出力電圧Ｖｏｕｔとなる。従って、直流電源による入力
電圧Ｖｉｎが大幅に変更になる場合に於いても、出力電
圧Ｖｏｕｔを設定された値に維持することができる。な
お、この入力電圧Ｖｉｎを検出して、パルス駆動回路４
１のデューティ比を変更することにより、入力電圧Ｖｉ
ｎの範囲を更に拡大することができる。For example, if the second switching element 2 is off during the on period of the first switching element 1,
The turn ratio of the transformer 3 is N 2 / (N 11 + N 12 ), and when the second switching element 2 is on, the turn ratio of the transformer 3 is N 2 / N 12 . Therefore, the induced voltage in the secondary winding changes stepwise as shown in (c),
It is rectified and smoothed by the rectifying / smoothing circuit and becomes a predetermined output voltage Vout. Therefore, the output voltage Vout can be maintained at the set value even when the input voltage Vin from the DC power source is significantly changed. The pulse drive circuit 4 detects the input voltage Vin.
By changing the duty ratio of 1, the input voltage Vi
The range of n can be further expanded.
【００３５】本発明は、前述の各実施例にみ限定される
ものではなく、種々付加変更することができるものであ
る。例えば、トランス３の一次巻線を、第１，第２の巻
線とした場合を示すが、直列接続する巻線の数を更に多
くすることができる。例えば、第１，第２，第３の巻線
を直列接続して一次巻線を構成し、第１，第２の巻線の
接続点と直流電源との間に第２のスイッチング素子２を
接続し、第２，第３の巻線の接続点と直流電源との間に
第３のスイッチング素子を接続して、直流電源の電圧に
対応して、第２，第３のスイッチング素子のオン，オフ
を制御する構成とすることも可能であり、どのような入
力電圧Ｖｉｎにも対応できるようにすることができる。The present invention is not limited to the above-described embodiments, but various additions and modifications can be made. For example, although the case where the primary winding of the transformer 3 is the first and second windings is shown, the number of windings connected in series can be further increased. For example, the first, second, and third windings are connected in series to form a primary winding, and the second switching element 2 is provided between the connection point of the first and second windings and the DC power supply. The third switching element is connected between the connection point of the second and third windings and the DC power supply, and the second and third switching elements are turned on according to the voltage of the DC power supply. It is also possible to adopt a configuration in which the off state is controlled, and it is possible to deal with any input voltage Vin.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、少なく
とも第１，第２の巻線を直列接続してトランス３の一次
巻線を構成し、第１，第２の巻線の接続点と直流電源６
との間に第２のスイッチング素子２を接続し、直流電源
６の電圧に対応して第２のスイッチング素子２をオン，
オフ制御して、トランス３の巻数比を自動的に切替える
ことができるから、複数の異なる電圧系の直流電源に対
しても、同一構成のスイッチング電源装置を適用するこ
とができるから、誤接続等の問題もなく、且つコストダ
ウンを図ることができる利点がある。特に、第２のスイ
ッチング素子２を所定の周期で且つ所定のデューティ比
でオン，オフすることにより、任意の直流電源電圧に対
応したトランス３の等価巻数比を得ることができる。従
って、広範囲の入力電圧Ｖｉｎに対して同一構成で、所
望の出力電圧Ｖｏｕｔを得ることができる利点がある。As described above, according to the present invention, at least the first and second windings are connected in series to form the primary winding of the transformer 3, and the connection point of the first and second windings is formed. And DC power supply 6
The second switching element 2 is connected between the switch and, and the second switching element 2 is turned on in response to the voltage of the DC power supply 6,
Since the turn ratio of the transformer 3 can be automatically switched by performing the off control, the switching power supply device having the same configuration can be applied to a plurality of DC power supplies of different voltage systems, so that misconnection or the like can be made. There is an advantage that there is no problem and the cost can be reduced. In particular, by turning on / off the second switching element 2 at a predetermined cycle and at a predetermined duty ratio, it is possible to obtain an equivalent turn ratio of the transformer 3 corresponding to an arbitrary DC power supply voltage. Therefore, there is an advantage that a desired output voltage Vout can be obtained with the same configuration for a wide range of input voltage Vin.
【図１】本発明の第１の実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施例の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２の実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３の実施例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３の実施例の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the third embodiment of the present invention.
【図６】従来例の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional example.
１ 第１のスイッチング素子 ２ 第２のスイッチング素子 ３ トランス ４ パルス幅制御回路 ５ 電源電圧検出回路 1 1st switching element 2 2nd switching element 3 Transformer 4 Pulse width control circuit 5 Power supply voltage detection circuit
Claims (5)
たトランスと、前記一次巻線と直流電源との間に接続し
てオン，オフ制御される第１のスイッチング素子と、前
記二次巻線に接続し、該二次巻線の誘起電圧を整流平滑
化する整流平滑回路とを有するスイッチング電源装置に
於いて、 前記トランスの前記一次巻線を、少なくとも第１，第２
の巻線を直列接続して構成し、該第２の巻線と前記直流
電源との間に、該直流電源の電圧に対応して前記トラン
スの巻数比を切替える為の第２のスイッチング素子を接
続したことを特徴とするスイッチング電源装置。1. A transformer having at least a primary winding and a secondary winding, a first switching element connected between the primary winding and a DC power source to be turned on and off, and the second switching element. In a switching power supply device having a rectifying / smoothing circuit connected to a secondary winding and rectifying and smoothing an induced voltage of the secondary winding, at least the first and second windings of the primary winding of the transformer are provided.
And a second switching element for switching the winding ratio of the transformer according to the voltage of the DC power supply, between the second winding and the DC power supply. A switching power supply device characterized by being connected.
との差の誤差電圧に対応して前記第１のスイッチング素
子のオン期間を制御するパルス幅制御回路と、前記直流
電源の電圧を検出して前記第２のスイッチング素子のオ
ン，オフを制御する電源電圧検出回路とを備えたことを
特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。2. A pulse width control circuit for controlling an ON period of the first switching element in response to an error voltage of a difference between an output voltage of the rectifying / smoothing circuit and a set voltage, and a voltage of the DC power supply is detected. 2. The switching power supply device according to claim 1, further comprising a power supply voltage detection circuit that controls ON / OFF of the second switching element.
期且つ所定のデューティ比でオン，オフ制御し、前記第
１のスイッチング素子を前記パルス幅制御回路によって
オン，オフ制御する構成とした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. A configuration in which the second switching element is on / off controlled at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio, and the first switching element is on / off controlled by the pulse width control circuit. The switching power supply device according to claim 1, which is characterized in that.
源の電圧を検出し、該電圧に対応して前記第２のスイッ
チング素子をオン，オフ制御するデューティ比を制御す
ることを特徴とする請求項２又は３記載のスイッチング
電源装置。4. The power supply voltage detection circuit detects the voltage of the DC power supply, and controls a duty ratio for controlling ON / OFF of the second switching element in accordance with the voltage. The switching power supply device according to 2 or 3.
期で且つ所定のデューティ比でオン，オフ制御し、前記
第２のスイッチング素子を前記パルス幅制御回路により
オン，オフ制御し、該第２のスイッチング素子のオン期
間を前記第１のスイッチング素子のオン期間と重なるよ
うに制御する構成としたことを特徴とする請求項１又は
２記載のスイッチング電源装置。5. The first switching element is on / off controlled at a predetermined cycle and a predetermined duty ratio, and the second switching element is on / off controlled by the pulse width control circuit, 3. The switching power supply device according to claim 1, wherein the ON period of the switching element is controlled so as to overlap with the ON period of the first switching element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16172595A JPH0919136A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Switching power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16172595A JPH0919136A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Switching power supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0919136A true JPH0919136A (en) | 1997-01-17 |
Family
ID=15740704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16172595A Withdrawn JPH0919136A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Switching power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0919136A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007298042A (en) * | 1997-10-17 | 2007-11-15 | Tacmina Corp | Control circuit of solenoid actuated pump |
| JP2013240269A (en) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Lg Innotek Co Ltd | Power supply device |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP16172595A patent/JPH0919136A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007298042A (en) * | 1997-10-17 | 2007-11-15 | Tacmina Corp | Control circuit of solenoid actuated pump |
| JP4716522B2 (en) * | 1997-10-17 | 2011-07-06 | 株式会社タクミナ | Solenoid drive pump control circuit |
| JP2013240269A (en) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Lg Innotek Co Ltd | Power supply device |
| CN103427677A (en) * | 2012-05-14 | 2013-12-04 | Lg伊诺特有限公司 | Power supply |
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