JPH1028375A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JPH1028375A
JPH1028375A JP8199718A JP19971896A JPH1028375A JP H1028375 A JPH1028375 A JP H1028375A JP 8199718 A JP8199718 A JP 8199718A JP 19971896 A JP19971896 A JP 19971896A JP H1028375 A JPH1028375 A JP H1028375A
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voltage
output
reference voltage
circuit
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瑞木 宇津野
Tomoyasu Yamada
智康 山田
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Sanken Electric Co Ltd
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  • Dc-Dc Converters (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply, capable of reducing switching loss by resonance operation and of protecting a switching element, even if a load is short-circuited. SOLUTION: An FET 4, as a switching element, is connected to a DC power supply 1 via the primary windings 3 of the transformer 2. A resonance capacitor 32 is connected in parallel to the FET 4. This capacitor 32 can be replaced with the stray capacitance of the FET 4. To generate pulses for switching on/off the FET 4, first, second and third comparators 34, 46, 42, a capacitor 35 for generating saw-tooth wave and discharging resistors 36, 48 are provided. The discharging time constant of the capacitor 35 for generating saw-tooth wave is reduced under the normal operation of a load but is increased if the load is short-circuited.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は疑似共振型スイッチング
電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quasi-resonant switching power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング損失を低減させるための従
来の疑似共振型スイッチング電源装置は、図1及び図2
に示すように構成されている。図1において、例えば整
流回路と平滑回路とから成る直流電源1の一端と他端と
の間にはトランス2のインダクタンスを有する1次巻線
3とスイッチング素子としてのFET4と電流検出手段
としての電流検出抵抗5との直列回路が接続されてい
る。FET4はソースがサブストレートに接続された絶
縁ゲート(MOS)型電界効果トランジスタであって、
ドレイン・ソース間にダイオードを内蔵している。トラ
ンス2の2次巻線6に対して並列に出力整流ダイオード
7を介して出力平滑用コンデンサ8が接続されている。
2次巻線6の極性及び整流ダイオード7の極性は、FE
T4のオフ期間に整流ダイオード7が導通するように決
定されている。平滑用コンデンサ8に接続された直流出
力端子9、10には負荷11が接続されている。直流出
力端子9、10間には出力電圧を定電圧制御するための
電圧制御信号形成回路12が接続されている。この電圧
制御信号形成回路12は、直流出力端子9、10間に接
続された電圧検出抵抗13、14と、基準電圧源を構成
するための抵抗15及びツエナーダイオード16と、誤
差増幅器としてのトランジスタ17とから成る。トラン
ジスタ17のベースは電圧検出抵抗13、14の分圧点
に接続され、エミッタは基準電圧源としてのツエナーダ
イオード16に接続されている。ツエナーダイオード1
6は抵抗15を介して直流出力端子9、10間に接続さ
れている。従って、トランジスタ17のコレクタ電流は
検出電圧と基準電圧との差に対応して変化する。電圧制
御信号形成回路12の出力を光信号に変換するために直
流出力端子9とトランジスタ17のコレクタとの間に発
光素子として発光ダイオード18が接続されている。
2. Description of the Related Art A conventional quasi-resonant type switching power supply for reducing switching loss is shown in FIGS.
It is configured as shown in FIG. In FIG. 1, for example, a primary winding 3 having an inductance of a transformer 2, a FET 4 as a switching element, and a current as a current detecting means are provided between one end and the other end of a DC power supply 1 composed of a rectifier circuit and a smoothing circuit. A series circuit with the detection resistor 5 is connected. FET 4 is an insulated gate (MOS) field effect transistor whose source is connected to the substrate,
Built-in diode between drain and source. An output smoothing capacitor 8 is connected in parallel to a secondary winding 6 of the transformer 2 via an output rectifier diode 7.
The polarity of the secondary winding 6 and the polarity of the rectifier diode 7 are FE
It is determined that the rectifier diode 7 conducts during the off period of T4. A load 11 is connected to DC output terminals 9 and 10 connected to the smoothing capacitor 8. A voltage control signal forming circuit 12 for controlling the output voltage at a constant voltage is connected between the DC output terminals 9 and 10. The voltage control signal forming circuit 12 includes voltage detecting resistors 13 and 14 connected between the DC output terminals 9 and 10, a resistor 15 and a Zener diode 16 for forming a reference voltage source, and a transistor 17 as an error amplifier. Consisting of The base of the transistor 17 is connected to a voltage dividing point of the voltage detection resistors 13 and 14, and the emitter is connected to a Zener diode 16 as a reference voltage source. Zener diode 1
6 is connected between the DC output terminals 9 and 10 via the resistor 15. Therefore, the collector current of the transistor 17 changes according to the difference between the detection voltage and the reference voltage. A light emitting diode 18 is connected as a light emitting element between the DC output terminal 9 and the collector of the transistor 17 in order to convert the output of the voltage control signal forming circuit 12 into an optical signal.

【0003】トランス2の巻線電圧検出手段及び制御電
源を構成するためにトランス2には3次巻線19が設け
られている。この3次巻線19の一端には抵抗20と整
流ダイオード21から成る巻線電圧検出回路が接続され
ている。また、制御電源として3次巻線19に並列に整
流ダイオード22を介して平滑用コンデンサ23が接続
されている。
A tertiary winding 19 is provided on the transformer 2 to constitute a winding voltage detecting means and a control power supply of the transformer 2. One end of the tertiary winding 19 is connected to a winding voltage detection circuit including a resistor 20 and a rectifier diode 21. A smoothing capacitor 23 is connected as a control power supply via a rectifier diode 22 in parallel with the tertiary winding 19.

【0004】FET4をオン・オフ制御するための制御
パルス形成回路24の正側電源ライン25は制御電源と
してのコンデンサ23の一端に接続されていると共に起
動抵抗26を介して直流電源1の一端に接続され、グラ
ンド側ライン27は直流電源1の他端及びコンデンサ2
3の他端に接続されている。制御パルス形成回路24の
入力信号ライン28には電流検出信号と巻線電圧検出信
号と定電圧制御信号との合成信号が入力する。この合成
信号を形成するために、電流検出抵抗5の一端が抵抗2
9を介して入力信号ライン28に接続されていると共に
3次巻線19の一端が抵抗20とダイオード21を介し
て入力信号ライン28に接続され、更にコンデンサ23
の一端と入力信号ライン28との間にホトトランジスタ
30が接続されている。ホトトランジスタ30は発光ダ
イオード18に光結合されている。なお、電流検出抵抗
5、3次巻線19、及びホトトランジスタ30の上述の
ような相互接続は、加算回路を構成されていることにな
る。制御パルス形成回路24は入力信号ライン28に応
答して制御パルスを形成し、出力ライン31によってF
ET4のゲートに制御パルスを与える。
A positive power supply line 25 of a control pulse forming circuit 24 for controlling on / off of the FET 4 is connected to one end of a capacitor 23 as a control power supply and is connected to one end of the DC power supply 1 via a starting resistor 26. The ground line 27 is connected to the other end of the DC power supply 1 and the capacitor 2.
3 is connected to the other end. A composite signal of a current detection signal, a winding voltage detection signal, and a constant voltage control signal is input to an input signal line 28 of the control pulse forming circuit 24. In order to form this composite signal, one end of the current detection resistor 5 is connected to the resistor 2
9, one end of a tertiary winding 19 is connected to the input signal line 28 via a resistor 20 and a diode 21.
The phototransistor 30 is connected between the input signal line 28 and one end of the phototransistor 30. Phototransistor 30 is optically coupled to light emitting diode 18. The above-described interconnection of the current detection resistor 5, the tertiary winding 19, and the phototransistor 30 constitutes an addition circuit. The control pulse forming circuit 24 forms a control pulse in response to the input signal line 28 and outputs F
A control pulse is given to the gate of ET4.

【0005】FET4のターンオフ時に及びターンオン
時に疑似共振又は部分共振を生じさせるために、FET
4と電流検出抵抗5に対して並列に共振用コンデンサ3
2が接続されている。なお、個別コンデンサ32の代り
に、FET4のドレイン・ソース間の浮遊容量(ストレ
ーキャパシタンス)を使用することができる。
In order to generate a quasi-resonance or a partial resonance when the FET 4 is turned off and when it is turned on, the FET 4
4 and the current detecting resistor 5 in parallel with the resonance capacitor 3
2 are connected. Note that, instead of the individual capacitor 32, a stray capacitance (stray capacitance) between the drain and the source of the FET 4 can be used.

【0006】図2は詳しく示された制御パルス形成回路
24を含むスイッチング電源装置の1次側のみを示す。
制御パルス形成回路24は、基準電圧源33と、パルス
制御用比較器34と、のこぎり波発生用コンデンサ35
と、放電用抵抗36と、充電制御用トランジスタ37、
ダイオード38、基準電圧源39及びベース抵抗40
と、充電制御及びパルス制御手段としてのトランジスタ
41と、制御パルス形成用比較器42と、充電制御及び
帰還用の抵抗43及びダイオード44と、駆動回路45
とから成る。比較器34の一方の入力端子は入力信号ラ
イン28に接続され、他方の入力端子は基準電圧源33
に接続され、出力端子はトランジスタ41のベースに接
続されている。のこぎり波発生用コンデンサ35の一端
は充電制御用トランジスタ37とダイオード38を介し
て正側電源ライン25に接続され、コンデンサ35の他
端はグランドライン27に接続されている。放電用抵抗
36はコンデンサ35に並列に接続されている。電圧源
39は抵抗40を介してトランジスタ37のベースに接
続されている。充電制御及び出力パルス制御用トランジ
スタ41のコレクタは比較器42の出力端子に接続さ
れ、エミッタはグランドライン27に接続されている。
制御パルス形成用コンパレータ42の一方の入力端子
(正端子)は抵抗40を介して電圧源39に接続され、
他方の入力端子(負端子)はコンデンサ35の一端に接
続され、出力端子は駆動回路45を介してFET31の
ゲートに接続されている。帰還用抵抗43及びダイオー
ド44は比較器42の一方の入力端子と出力端子との間
に接続されている。
FIG. 2 shows only the primary side of a switching power supply including a control pulse forming circuit 24 shown in detail.
The control pulse forming circuit 24 includes a reference voltage source 33, a pulse control comparator 34, and a sawtooth wave generating capacitor 35.
, A discharge resistor 36, a charge control transistor 37,
Diode 38, reference voltage source 39 and base resistor 40
A transistor 41 as charge control and pulse control means, a comparator 42 for control pulse formation, a resistor 43 and a diode 44 for charge control and feedback, and a drive circuit 45
Consisting of One input terminal of the comparator 34 is connected to the input signal line 28, and the other input terminal is connected to the reference voltage source 33.
, And the output terminal is connected to the base of the transistor 41. One end of the saw-wave generating capacitor 35 is connected to the positive power supply line 25 via the charge control transistor 37 and the diode 38, and the other end of the capacitor 35 is connected to the ground line 27. The discharging resistor 36 is connected in parallel with the capacitor 35. The voltage source 39 is connected to the base of the transistor 37 via the resistor 40. The collector of the charge control and output pulse control transistor 41 is connected to the output terminal of the comparator 42, and the emitter is connected to the ground line 27.
One input terminal (positive terminal) of the control pulse forming comparator 42 is connected to the voltage source 39 via the resistor 40,
The other input terminal (negative terminal) is connected to one end of the capacitor 35, and the output terminal is connected to the gate of the FET 31 via the drive circuit 45. The feedback resistor 43 and the diode 44 are connected between one input terminal and the output terminal of the comparator 42.

【0007】次に、図3及び図4の波形図を参照して図
1及び図2に示すスイッチング電源装置の動作を説明す
る。図3は図1及び図2の各部の状態を概略的に示す波
形図である。t0 時点で図3(B)に示す制御パルスが
FET4に印加されると、FET4がオンになり、直流
電源1と1次巻線3とFET4と電流検出抵抗5とから
成る閉回路に電流I1 が流れる。1次巻線3はインダク
タンスを有するので、電流I1 は図3(C)に示すよう
に傾斜を有し増大し、電流検出抵抗5から電流I1 の波
形に対応した電圧波形が得られる。3次巻線19の極性
はFET4のオン期間に下向きの電圧が発生するように
設定されているので、オン期間にはダイオード21が非
導通状態となり、電流検出波形に対して加算する巻線電
圧はゼロである。ホトトランジスタ30の抵抗値が短時
間一定であると仮定すれば、比較器34の入力信号ライ
ン28の電圧Vinが一定の傾きを有して図3(F)のt
0 〜t1 区間に示すように徐々に増大する。なお、FE
T4のオン期間t0 〜t1 においては、トランジスタ3
7とダイオード38が導通して充電回路が形成される。
この充電回路には特別に抵抗が接続されていないので、
コンデンサ35は急速に充電され、例えば6.5Vにな
る。即ち、電圧源39の電圧Vr を7.8Vとすれば、
これからトランジスタ37のベース・エミッタ間電圧V
BEとダイオード38の順方向電圧Vf との和を差し引い
て約6.5Vとなる。オン期間t0 〜t1 における比較
器42の両入力電圧V1 、V2 の差は約1.5Vである
ので、ノイズによる比較器42の誤動作を十分に防ぐこ
とができる。しかる後、比較器34の入力電圧Vinが基
準電圧源33によって与えられる基準電圧Vth1 に達す
ると、比較器34の出力が低レベルから高レベルに転換
し、トランジスタ41がオンになる。トランジスタ41
がオンになると、このコレクタ電圧即ち比較器42の出
力の電圧が低レベルとなり、ダイオ−ド44が導通し、
比較器42の正入力端子の電圧V1 が図3(A)に示す
ように6.5Vから3.5Vに低下して比較器42の負
入力端子の電圧V2 よりも低くなるので、比較器42の
出力電圧が図3(B)に示すようにt1 時点から低レベ
ルに保持され、FET4はオフに転換する。この結果、
FET4の電流I1 も図3(C)に示すようにゼロにな
る。トランジスタ41がオンになり、比較器42の出力
が低レベルの期間にはダイオード44が導通しているの
で、比較器42の正入力端子の電圧V1 は、 V1 ={(Vr −Vf )(R2 )/(R2 +R3 )+V
f で決定され、約3.5V一定になる。なお、上記式にお
いてVr は電圧源39の電圧、Vf はダイオード38、
44の順方向電圧、R2 は抵抗43の値、R3 は抵抗4
0の値である。トランジスタ41がオンになり、電圧V
1 が3.5Vに低下すると、充電用トランジスタ37及
びダイオード38が非導通になり、のこぎり波発生用コ
ンデンサ35の電荷は抵抗36を介して放出される。
今、コンデンサ35の容量をC1、抵抗36の値をR1
とすればC1 R1 の放電時定数でコンデンサ35が放電
し、コンデンサ35の電圧即ち比較器42の負端子の電
圧V2 が図3(A)で点線で示すように5Vから約3.
5Vに低下する。コンデンサ35の電圧V2 が図3
(A)で点線で示す電圧V1 よりも少し低くなるとトラ
ンジスタ39及びダイオード38が導通し、コンデンサ
35に充電電流が流れる。このため、コンデンサ35の
充電と放電との両方が生じ、コンデンサ35の電圧V2
は電圧V1 よりも僅かに低い値に保たれる。t0 〜t1
のFET4のオン期間には、出力整流ダイオード7がオ
フであるので、トランス2に磁気エネルギーが蓄積され
る。t1 でFET4がオフに転換すると、トランス2の
蓄積エネルギーの放出が開始し、2次巻線6には上向き
の電圧が発生し、出力整流ダイオード7がオンになり、
平滑用コンデンサ8及び負荷11に2次巻線6から電流
が流れる。FET4のオフ期間には3次巻線19に2次
巻線6と同様に上向きの電圧が発生し、これが抵抗20
とダイオード21を介して比較器34の入力電圧Vinと
なる。即ち図3(E)に示すようにt1 〜t2区間の3
次巻線19の電圧V19はt0 〜t1 区間の電圧と逆の極
性を有し且つ基準電圧Vth1 よりも高い値を有して比較
器34の入力となる。従って、オフ期間t1 〜t2 の比
較器34の出力は高レベルとなり、トランジスタ41の
コレクタ電圧即ち比較器42の出力電圧は低レベルにな
り、またダイオ−ド44が導通するために比較器42の
正入力端子の電圧V1 は図3(A)に示すように相対的
に低い3.5Vに保たれる。この結果、オフ期間t1 〜
t2 では比較器42の出力が図3(B)に示すように低
レベルに保たれ、FET4のオフが維持される。
Next, the operation of the switching power supply device shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the waveform diagrams of FIGS. FIG. 3 is a waveform diagram schematically showing the state of each part in FIGS. 1 and 2. When the control pulse shown in FIG. 3B is applied to the FET 4 at time t0, the FET 4 is turned on, and the current I1 is supplied to the closed circuit including the DC power supply 1, the primary winding 3, the FET 4, and the current detecting resistor 5. Flows. Since the primary winding 3 has an inductance, the current I1 increases with a slope as shown in FIG. 3C, and a voltage waveform corresponding to the waveform of the current I1 is obtained from the current detection resistor 5. Since the polarity of the tertiary winding 19 is set so that a downward voltage is generated during the on-period of the FET 4, the diode 21 becomes non-conductive during the on-period, and the winding voltage added to the current detection waveform. Is zero. Assuming that the resistance value of the phototransistor 30 is constant for a short period of time, the voltage Vin of the input signal line 28 of the comparator 34 has a constant slope and has a constant slope at t in FIG.
It gradually increases as shown in the section from 0 to t1. FE
In the ON period t0 to t1 of T4, the transistor 3
7 and the diode 38 conduct to form a charging circuit.
Since no special resistor is connected to this charging circuit,
The capacitor 35 is charged rapidly, for example, to 6.5V. That is, if the voltage Vr of the voltage source 39 is 7.8 V,
From now on, the base-emitter voltage V of the transistor 37
Subtracting the sum of BE and the forward voltage Vf of diode 38 results in about 6.5V. Since the difference between the two input voltages V1 and V2 of the comparator 42 during the ON period t0 to t1 is about 1.5 V, malfunction of the comparator 42 due to noise can be sufficiently prevented. Thereafter, when the input voltage Vin of the comparator 34 reaches the reference voltage Vth1 provided by the reference voltage source 33, the output of the comparator 34 changes from a low level to a high level, and the transistor 41 is turned on. Transistor 41
Is turned on, the collector voltage, that is, the voltage of the output of the comparator 42 becomes low level, and the diode 44 conducts.
Since the voltage V1 at the positive input terminal of the comparator 42 drops from 6.5V to 3.5V as shown in FIG. 3 (A) and becomes lower than the voltage V2 at the negative input terminal of the comparator 42, Is kept low from the time t1, as shown in FIG. 3B, and the FET 4 is turned off. As a result,
The current I1 of the FET 4 also becomes zero as shown in FIG. Since the transistor 41 is turned on and the diode 44 is conducting while the output of the comparator 42 is at a low level, the voltage V1 at the positive input terminal of the comparator 42 is V1 = {(Vr-Vf) (R2 ) / (R2 + R3) + V
It is determined by f and becomes constant at about 3.5V. In the above equation, Vr is the voltage of the voltage source 39, Vf is the diode 38,
44 is the forward voltage, R2 is the value of the resistor 43, R3 is the resistor 4
It is a value of 0. The transistor 41 is turned on, and the voltage V
When 1 drops to 3.5 V, the charging transistor 37 and the diode 38 become non-conductive, and the electric charge of the saw-tooth wave generating capacitor 35 is discharged via the resistor 36.
Now, let the capacitance of the capacitor 35 be C1 and the value of the resistor 36 be R1
As a result, the capacitor 35 discharges at the discharge time constant of C1 R1, and the voltage of the capacitor 35, that is, the voltage V2 of the negative terminal of the comparator 42 is reduced from 5 V to about 3.
It drops to 5V. FIG. 3 shows the voltage V2 of the capacitor 35.
In (A), when the voltage is slightly lower than the voltage V1 indicated by the dotted line, the transistor 39 and the diode 38 conduct, and a charging current flows through the capacitor 35. As a result, both charging and discharging of the capacitor 35 occur, and the voltage V2
Is kept slightly lower than the voltage V1. t0 to t1
During the ON period of the FET 4, the output rectifier diode 7 is off, so that magnetic energy is accumulated in the transformer 2. When the FET 4 is turned off at t1, the discharge of the stored energy of the transformer 2 starts, an upward voltage is generated in the secondary winding 6, and the output rectifier diode 7 is turned on.
A current flows from the secondary winding 6 to the smoothing capacitor 8 and the load 11. During the off period of the FET 4, an upward voltage is generated in the tertiary winding 19 in the same manner as the secondary winding 6, and this voltage is generated by the resistor 20.
And the input voltage Vin of the comparator 34 via the diode 21. That is, as shown in FIG.
The voltage V19 of the next winding 19 has an opposite polarity to the voltage in the section from t0 to t1 and has a higher value than the reference voltage Vth1, and is input to the comparator 34. Accordingly, the output of the comparator 34 during the off period t1 to t2 becomes high, the collector voltage of the transistor 41, that is, the output voltage of the comparator 42 becomes low, and since the diode 44 conducts, the output of the comparator 42 becomes high. The voltage V1 at the positive input terminal is maintained at a relatively low value of 3.5 V as shown in FIG. As a result, the off period t1 to
At t2, the output of the comparator 42 is kept at a low level as shown in FIG. 3B, and the FET 4 is kept off.

【0008】トランス2の蓄積エネルギーの放出が終了
すると、1次、2次及び3次巻線3、6、19が低下す
る。しかし、共振用コンデンサ32を有するので、この
コンデンサ32の容量と1次巻線3のインダクタンスと
による共振が生じ、共振用コンデンサ32と1次巻線3
と電源1との閉回路で共振電流が流れる。この共振電流
はコンデンサ32の放電電流であり、コンデンサ32の
電圧及びFET4のドレイン・ソース間電圧Vdsは図4
(A)に示すようにほぼ正弦波(90〜270度区間の
波形)で低下する。なお、図4のt0 よりも前のオフ期
間のFET4のドレイン・ソ−ス間電圧Vdsは電源1の
電圧と1次巻線3の電圧の和である。1次巻線3に共振
電流が流れると、これに基づいて3次巻線19に電圧が
誘起するので、3次巻線19の電圧V19は図4のt0 時
点で直ちに逆極性の値まで変化せず、傾斜を有して低下
する。図4(B)に示すように基準電圧Vth1 をt1 時
点で横切り、比較器34の出力が高レベルから低レベル
に転換し、トランジスタ41のベース電流が低下及びト
ランジスタ41のコレクタ電圧が高くなると、比較器4
2の出力が低レベルから高レベルに転換し、帰還ダイオ
−ド44がオフになるために比較器42の正入力端子の
電圧V1 が高レベルになり、比較器42の高レベル出力
が保持され、図3(B)に示すようにゲート制御パルス
か発生する。なお、3次巻線19の電圧V19及び入力信
号ライン28の電圧が図4のt1 時点で基準電圧Vth1
を横切っても、比較器34、トランジスタ41、及び駆
動回路45に内在している遅延によってt1 よりも時間
Td だけ後のt2 でゲート・ソース間電圧Vgsが低レベ
ルから高レベルに転換する。この遅延時間Td と図4の
t0 〜t1 時間の合計は、ドレイン・ソ−ス間電圧Vds
が共振よって低下を開始してゼロ又はほぼゼロになるま
での所用時間にほぼ一致している。なお、共振時にドレ
イン・ソ−ス間電圧Vdsは電源1の電圧を中心に振動す
る。ドレイン・ソース間電圧Vdsが共振によって低下を
開始してゼロ又はほぼゼロになるまでの所要時間にほぼ
一致している。ドレイン・ソース間電圧Vdsがゼロの時
にゲート・ソース間電圧Vgsが高レベルに転換させると
ゼロボルトスイッチによる損失低減を最大限に得ること
が可能になるが、ドレイン・ソース間電圧Vdsが低下を
開始した任意時点でFET4をオンにしても、ドレイン
・ソース間電圧Vdsが低下した分だけスイッチング損失
を低減させることができる。なお、遅延時間Td を得る
ために個別の遅延回路を比較器34からFET4のゲー
トまでの間に設けることもできる。また、比較器34に
ヒステリシスを持たせ、このヒステリシス作用によって
比較器34の出力の高レベルから低レベルへの転換時点
を図4のt1 よりも遅らせることができる。FET4の
ターンオフ時のゼロボルトスイッチングはコンデンサ3
2の充電によって生じる。即ち、FET4のターンオフ
時にこのドレイン・ソース間電圧Vdsが上昇するが、コ
ンデンサ32がFET4に並列に接続されているので、
コンデンサ32が充電されてこの電圧及びドレイン・ソ
ース間電圧Vdsが徐々に高くなり、ゼロボルトスイッチ
ングが達成される。
When the discharge of the stored energy in the transformer 2 is completed, the primary, secondary and tertiary windings 3, 6, 19 are lowered. However, because of the presence of the resonance capacitor 32, resonance occurs due to the capacitance of the capacitor 32 and the inductance of the primary winding 3, and the resonance capacitor 32 and the primary winding 3
A resonance current flows in a closed circuit between the power supply 1 and the power supply 1. This resonance current is the discharge current of the capacitor 32, and the voltage of the capacitor 32 and the drain-source voltage Vds of the FET 4 are shown in FIG.
As shown in (A), the voltage decreases substantially with a sine wave (waveform in a 90 to 270 degree section). The drain-source voltage Vds of the FET 4 during the off period before t0 in FIG. 4 is the sum of the voltage of the power supply 1 and the voltage of the primary winding 3. When a resonance current flows through the primary winding 3, a voltage is induced in the tertiary winding 19 based on the resonance current. Therefore, the voltage V19 of the tertiary winding 19 immediately changes to a value of the opposite polarity at time t0 in FIG. Without it, it falls with a slope. As shown in FIG. 4B, when the reference voltage Vth1 crosses at the time point t1, the output of the comparator 34 changes from the high level to the low level, and the base current of the transistor 41 decreases and the collector voltage of the transistor 41 increases. Comparator 4
2 changes from low level to high level and the feedback diode 44 is turned off, so that the voltage V1 at the positive input terminal of the comparator 42 becomes high level, and the high level output of the comparator 42 is held. , A gate control pulse is generated as shown in FIG. Note that the voltage V19 of the tertiary winding 19 and the voltage of the input signal line 28 are equal to the reference voltage Vth1
, The gate-source voltage Vgs is changed from the low level to the high level at t2, which is a time Td later than t1, due to the delay inherent in the comparator 34, the transistor 41, and the drive circuit 45. The sum of the delay time Td and the time from t0 to t1 in FIG. 4 is equal to the drain-source voltage Vds
Is substantially equal to the required time from the start of the decrease due to the resonance to the zero or almost zero. At the time of resonance, the drain-source voltage Vds oscillates around the voltage of the power supply 1. It substantially coincides with the time required for the drain-source voltage Vds to start decreasing by resonance and become zero or almost zero. If the gate-source voltage Vgs is changed to a high level when the drain-source voltage Vds is zero, the loss reduction by the zero volt switch can be maximized, but the drain-source voltage Vds starts to decrease. Even if the FET 4 is turned on at an arbitrary point in time, the switching loss can be reduced by an amount corresponding to the decrease in the drain-source voltage Vds. Incidentally, an individual delay circuit can be provided between the comparator 34 and the gate of the FET 4 in order to obtain the delay time Td. Further, the comparator 34 is provided with hysteresis, and the time at which the output of the comparator 34 changes from the high level to the low level can be delayed from t1 in FIG. 4 by this hysteresis effect. Zero volt switching at the time of turning off FET4 is performed by the capacitor 3
2 caused by charging. That is, when the FET 4 is turned off, the drain-source voltage Vds increases. However, since the capacitor 32 is connected in parallel with the FET 4,
As the capacitor 32 is charged, this voltage and the drain-source voltage Vds gradually increase, and zero volt switching is achieved.

【0009】図3のt0 〜t1 区間及びt2 〜t3 区間
等で示すFET4のオン期間においては、トランジスタ
41のコレクタの電圧V1 は6.5Vになるので、充電
用トランジスタ37のベース電流が増大し、のこぎり波
発生用コンデンサ35が急速に充電され、この電圧V2
が約5Vになる。
During the on-period of the FET 4 shown in the section from t0 to t1 and the section from t2 to t3 in FIG. 3, the voltage V1 at the collector of the transistor 41 becomes 6.5 V, so that the base current of the charging transistor 37 increases. , The sawtooth wave generating capacitor 35 is rapidly charged, and the voltage V2
Becomes about 5V.

【0010】次に、定電圧制御を説明する。例えば出力
端子9、10間の出力電圧Vout が所望値よりも高くな
ると、発光ダイオード18の光出力のレベルが高くな
り、ホトトランジスタ30の抵抗値が小さくなる。この
結果、比較器34の入力信号ライン28の電圧Vinが相
対的に高くなり、FET4がオンした時点から入力電圧
Vinが基準電圧Vth1 を横切る時点までの時間幅が短く
なり、結果、FET4の制御パルスの幅が狭くなり、出
力電圧Vout が所望値に戻される。出力電圧Vout が所
望値よりも低くなった時には上記と逆の動作になる。
Next, the constant voltage control will be described. For example, when the output voltage Vout between the output terminals 9 and 10 becomes higher than a desired value, the light output level of the light emitting diode 18 becomes higher and the resistance value of the phototransistor 30 becomes smaller. As a result, the voltage Vin of the input signal line 28 of the comparator 34 becomes relatively high, and the time width from the time when the FET 4 is turned on to the time when the input voltage Vin crosses the reference voltage Vth1 is shortened. The pulse width becomes narrower, and the output voltage Vout returns to the desired value. When the output voltage Vout becomes lower than the desired value, the operation is reversed.

【0011】図1及び図2の従来のスイッチング電源装
置において負荷11の短絡等が生じ、出力電圧Vout の
低下が生じると、図3のt4 よりも後に示す動作にな
る。即ち、出力電圧Vout が図3(G)のt4 以後に示
すように低下すると、平滑用コンデンサ8の電圧も当然
低下する。FET4のオフ期間には整流ダイオード7が
導通しているので平滑用コンデンサ8の電圧が2次巻線
6に印加されており、3次巻線19の電圧V19は出力電
圧Vout に対応して変化し、図3(E)のt4 よりも後
に示すように正常時よりも低下する。また、オフ期間に
おけるドレイン・ソース間電圧Vdsも図3(D)のt4
時点よりも後に示すように低下する。この結果、図2の
抵抗20及びダイオード21を介して検出される3次巻
線V19が基準電圧Vth1 以下となり、FET4のオフ期
間の終了時点を比較器34で決定することが不可能にな
り、オフ期間の終了時点はコンデンサ35と抵抗36の
放電時定数C1 、R1 に依存して決定される。即ち、図
3のt6 時点で比較器34の出力が高レベルになり、ト
ランジスタ41が導通状態となると、比較器42の出力
が低レベルに転換し、ダイオード44が導通する。この
結果、比較器42の正入力端子の電圧V1 は図3(A)
に示すようにt6 〜t7 のオフ期間はほぼ3.5Vに保
たれる。オフ期間t6 〜t7 ではV2 >V1 であるの
で、トランジスタ37は非導通であり、コンデンサ35
の充電が停止している。この結果、t6 〜t7 ではコン
デンサ35の放電によって電圧V1 が図3(A)に示す
ように傾斜を有して低下し、t7 で電圧V1 を横切り、
比較器42の出力が高レベルに転換する。この結果、t
7 からFET4がオフになる。
In the conventional switching power supply device shown in FIGS. 1 and 2, when the load 11 is short-circuited or the like and the output voltage Vout decreases, the operation will be performed after t4 in FIG. That is, when the output voltage Vout decreases as shown after t4 in FIG. 3G, the voltage of the smoothing capacitor 8 naturally decreases. During the off period of the FET 4, the voltage of the smoothing capacitor 8 is applied to the secondary winding 6 because the rectifier diode 7 is conducting, and the voltage V19 of the tertiary winding 19 changes in accordance with the output voltage Vout. However, as shown after the time t4 in FIG. Further, the drain-source voltage Vds during the off period is also equal to t4 in FIG.
It decreases as shown after the time point. As a result, the tertiary winding V19 detected via the resistor 20 and the diode 21 in FIG. 2 becomes equal to or lower than the reference voltage Vth1, and the end point of the off period of the FET 4 cannot be determined by the comparator 34. The end point of the OFF period is determined depending on the discharge time constants C1 and R1 of the capacitor 35 and the resistor 36. That is, when the output of the comparator 34 goes high at time t6 in FIG. 3 and the transistor 41 is turned on, the output of the comparator 42 is turned low and the diode 44 is turned on. As a result, the voltage V1 at the positive input terminal of the comparator 42 becomes equal to that shown in FIG.
As shown in the figure, the off period from t6 to t7 is maintained at approximately 3.5V. Since V2> V1 during the off period t6 to t7, the transistor 37 is non-conductive and the capacitor 35
Has stopped charging. As a result, during the period from t6 to t7, the voltage V1 decreases with a slope as shown in FIG. 3A due to the discharge of the capacitor 35, and crosses the voltage V1 at t7.
The output of comparator 42 goes high. As a result, t
From 7 the FET4 is turned off.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図1及び図
2に示す従来のスイッチング電源装置では、図3のt4
以後に示す負荷短絡等で出力電圧Vout が低下した時
は、巻線電圧V19に依存してオフ終了時点が決定され
ず、コンデンサ35の電圧V2 によって決定される。コ
ンデンサ35の電圧V2 は比較的小さい放電時定数C1
、R1 で低下するので、FET4のオン・オフ周波数
が例えば300kHz のように高くなる。この結果、電流
I1 を検出してFET4のオン時間幅を決定するための
比較器34、42、トランジスタ41等の発振制御回路
に応答遅れが生じ、オン期間が伸びて過電流が流れ、F
ET4が破壊する恐れがあった。なお、コンデンサ35
の放電時定数C1 、R1 は正常動作時に疑似共振の効果
を得るためにFET4のオフ期間におけるトランス2の
蓄積エネルギーの放出期間よりも長くすることができな
かった。
By the way, in the conventional switching power supply shown in FIGS. 1 and 2, t4 in FIG.
When the output voltage Vout decreases due to a load short circuit or the like described below, the turning-off end point is not determined depending on the winding voltage V19, but is determined by the voltage V2 of the capacitor 35. The voltage V2 of the capacitor 35 is a relatively small discharge time constant C1.
, R1 so that the on / off frequency of the FET 4 becomes higher, for example, 300 kHz. As a result, a response delay occurs in the oscillation control circuits such as the comparators 34 and 42 and the transistor 41 for detecting the current I1 to determine the ON time width of the FET 4, the ON period is prolonged, an overcurrent flows, and F
ET4 could be destroyed. The capacitor 35
The discharge time constants C1 and R1 cannot be made longer than the discharge period of the stored energy of the transformer 2 during the off period of the FET 4 in order to obtain the effect of the pseudo resonance during the normal operation.

【0013】そこで、本発明の目的は、スイッチング素
子の破壊を防止することができるスイッチング電源装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a switching power supply capable of preventing the switching element from being destroyed.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、直流電源の一端と他端との間に接続された
トランスの1次巻線とスイッチング素子との直列回路
と、前記スイッチング素子のオフの期間に導通する方向
性を有して前記トランスの2次巻線に接続された整流ダ
イオードと、前記整流ダイオードを介して前記2次巻線
に並列に接続された出力平滑用コンデンサと、前記スイ
ッチング素子に対して並列に接続された疑似共振用コン
デンサ又は浮遊容量と、前記スイッチング素子を通って
流れる電流を検出し、前記電流の値に対応する値を有す
る電流検出電圧を得るための電流検出手段と、前記トラ
ンスの前記1次巻線又は前記2次巻線又は3次巻線の電
圧を示す信号を得るための巻線電圧検出手段と、前記電
流検出手段から得られた前記電流検出電圧と前記巻線電
圧検出手段から得られた巻線電圧とを加算する加算回路
と、のこぎり波を発生させるためののこぎり波発生用コ
ンデンサと、直流電源と前記のこぎり波発生用コンデン
サとの間に接続された充電制御用トランジスタと、第1
の基準電圧を発生する第1の基準電圧源と、前記加算回
路から得られた加算電圧と前記第1の基準電圧との比較
出力を発生する第1の比較器と、前記第1の基準電圧よ
りも高い第2の基準電圧を発生する第2の基準電圧源
と、前記加算回路から得られた前記加算電圧と前記第2
の基準電圧とを比較する第2の比較器と、前記充電制御
用トランジスタのベ−スに第1の抵抗を介して接続され
た第3の基準電圧源と、前記スイッチング素子のオン期
間を示すパルスを形成するものであって、一方の入力端
子が前記充電制御用トランジスタのベ−スに接続され、
他方の入力端子が前記のこぎり波発生用コンデンサに接
続された第3の比較器と、前記第3の比較器の前記一方
の入力端子と出力端子との間に第2の抵抗を介して接続
されたダイオ−ドと、前記第3の比較器の出力端子とグ
ランドとの間に接続され且つ前記加算電圧が前記第1の
基準電圧よりも高いことを示す前記第1の比較器の出力
に応答して導通状態になり、前記加算電圧が前記第1の
基準電圧依りも低いことを示す前記第1の比較器の出力
に応答して非導通状態となる制御スイッチと、前記のこ
ぎり波発生用コンデンサを放電させるためのものであっ
て、前記加算電圧が前記第2の基準電圧よりも高いこと
を示す前記第2の比較器の出力に応答して第1の放電時
定数の回路を形成し、前記加算電圧が前記第2の基準電
圧よりも低いことを示す前記第2の比較器の出力に応答
して前記第1の放電時定数よりも大きい第2の放電時定
数の回路を形成するための放電回路とを備えていること
を特徴とするスイッチング電源装置に係わるものであ
る。また、請求項2に示すように第3の比較器に入力端
子を3個設け、この1つを第2の比較器の出力で制御す
ることができる。請求項2に示す発明の構成要件と図7
に示す実施例との対応関係を説明すると、第1、第2、
第3及び第4の抵抗は抵抗40、55、43、54であ
り、第1の論理ゲ−ト回路はNOT回路51とANDゲ
−ト52であり、第2の論理ゲ−ト回路は共用されてい
るNOT回路51とNANDゲ−ト53であり、第3の
論理ゲ−ト回路はNOT回路57とANDゲ−ト58で
あり、第1及び第2の比較入力レベル切換用スイッチは
トランジスタ50、63であり、基準電圧制御用スイッ
チはトランジスタ59である。なお、請求項3に示すよ
うにトランスに3次巻線を設け、この3次巻線を巻線電
圧の検出に使用すると共に、制御電源として使用するこ
と及び出力電圧制御手段を設けることが望ましい。
To achieve the above object, the present invention provides a series circuit comprising a primary winding of a transformer connected between one end and the other end of a DC power supply, and a switching element; A rectifier diode connected to the secondary winding of the transformer so as to be conductive during a period in which the switching element is off, and an output smoothing diode connected in parallel to the secondary winding via the rectifier diode. A capacitor, a pseudo-resonance capacitor or stray capacitance connected in parallel to the switching element, and a current flowing through the switching element is detected, and a current detection voltage having a value corresponding to the value of the current is obtained. Voltage detection means for obtaining a signal indicating the voltage of the primary winding, the secondary winding, or the tertiary winding of the transformer; An addition circuit for adding the current detection voltage and the winding voltage obtained from the winding voltage detection means, a sawtooth wave generation capacitor for generating a sawtooth wave, a DC power supply and the sawtooth wave generation capacitor And a charge control transistor connected between
A first reference voltage source for generating a reference voltage, a first comparator for generating a comparison output between the addition voltage obtained from the addition circuit and the first reference voltage, and a first reference voltage A second reference voltage source for generating a second reference voltage higher than the second reference voltage;
A second comparator for comparing the reference voltage with a reference voltage, a third reference voltage source connected to the base of the charge control transistor via a first resistor, and an ON period of the switching element. Forming a pulse, one input terminal of which is connected to the base of the charge control transistor;
A third comparator having the other input terminal connected to the sawtooth wave generating capacitor, and a third resistor connected between the one input terminal and the output terminal of the third comparator via a second resistor. Responsive to an output of the first comparator connected between the output diode and the output terminal of the third comparator and ground and indicating that the summed voltage is higher than the first reference voltage. A control switch that is turned on in response to an output of the first comparator indicating that the added voltage is lower than the first reference voltage, and a capacitor for generating a sawtooth wave. And forming a circuit of a first discharge time constant in response to an output of the second comparator indicating that the added voltage is higher than the second reference voltage, The added voltage is lower than the second reference voltage And a discharge circuit for forming a circuit having a second discharge time constant larger than the first discharge time constant in response to the output of the second comparator shown in FIG. It concerns the device. Further, as shown in claim 2, three input terminals are provided in the third comparator, and one of the input terminals can be controlled by the output of the second comparator. 7 and FIG.
Explaining the correspondence with the embodiment shown in FIG.
The third and fourth resistors are resistors 40, 55, 43 and 54, the first logic gate circuit is a NOT circuit 51 and an AND gate 52, and the second logic gate circuit is shared. A NOT circuit 51 and a NAND gate 53 are provided, a third logic gate circuit is a NOT circuit 57 and an AND gate 58, and first and second comparison input level switching switches are transistors. The reference voltage control switch is a transistor 59. Preferably, a tertiary winding is provided on the transformer, and this tertiary winding is used for detecting the winding voltage, used as a control power supply, and provided with output voltage control means. .

【0015】[0015]

【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、負荷
短絡等によってトランスの巻線電圧が低下した時に、ス
イッチング素子のオン・オフ周波数が低下する。これに
よりスイッチング素子の過電流による破壊を防ぐことが
できる。
According to the present invention, when the winding voltage of the transformer decreases due to a load short circuit or the like, the on / off frequency of the switching element decreases. This can prevent the switching element from being destroyed due to overcurrent.

【0016】[0016]

【第1の実施例】次に、図5及び図6を参照して第1の
実施例に係わる疑似共振型スイッチング電源装置を説明
する。但し、図5において図1及び図2と実質的に同一
の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
First Embodiment Next, a quasi-resonant switching power supply according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. However, in FIG. 5, substantially the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0017】図5には本実施例に従う制御パルス形成回
路24aを含むスイッチング電源装置のトランス2の1
次側が示されている。このトランス2の2次側は図1の
それと同一に構成されている。図5のスイッチング電源
装置は制御パルス形成回路24aに新たに比較器46、
基準電圧源47、放電用抵抗48を設けた他は図2の回
路と同一に構成されている。但し、図5の抵抗36は図
2で同一符号で示す抵抗36よりも大きな抵抗値を有す
る。また、図5の互いに並列に接続される2つの抵抗3
6と48の合成抵抗値は図2の抵抗36とほぼ同一の値
を有する。なお、図5の各部と各請求項の発明との対応
関係を示すと、比較器34は第1の比較器、比較器46
は第2の比較器、比較器42は第3の比較器、基準電圧
源33は第1の基準電圧源、基準電圧源47は第2の基
準電圧源、抵抗36、48は放電回路、基準電圧源39
は第3の基準電圧源、抵抗40、43は第1及び第2の
抵抗である。
FIG. 5 shows one of the transformers 2 of the switching power supply including the control pulse forming circuit 24a according to the present embodiment.
The next side is shown. The secondary side of the transformer 2 has the same configuration as that of FIG. In the switching power supply device of FIG. 5, a comparator 46 is newly added to the control pulse forming circuit 24a.
The configuration is the same as that of the circuit of FIG. 2 except that a reference voltage source 47 and a discharge resistor 48 are provided. However, the resistor 36 in FIG. 5 has a larger resistance value than the resistor 36 indicated by the same reference numeral in FIG. Further, two resistors 3 connected in parallel with each other in FIG.
The combined resistance value of 6 and 48 has substantially the same value as the resistance 36 of FIG. In addition, the correspondence between each part of FIG. 5 and the invention of each claim is shown.
Is a second comparator, comparator 42 is a third comparator, reference voltage source 33 is a first reference voltage source, reference voltage source 47 is a second reference voltage source, resistors 36 and 48 are discharge circuits, reference Voltage source 39
Is a third reference voltage source, and the resistors 40 and 43 are first and second resistors.

【0018】第2の比較器46の正入力端子は第1の基
準電圧源33の第1の基準電圧Vth1 よりも高い第2の
基準電圧Vth2 を発生する第2の基準電圧源47に接続
され、この負入力端子は加算出力が得られるライン28
に接続され、この出力端子は第2の放電用抵抗48を介
してコンデンサ35の一端に接続されている。
The positive input terminal of the second comparator 46 is connected to a second reference voltage source 47 for generating a second reference voltage Vth2 higher than the first reference voltage Vth1 of the first reference voltage source 33. , This negative input terminal is the line 28 from which the addition output is obtained.
, And this output terminal is connected to one end of the capacitor 35 via the second discharging resistor 48.

【0019】図6は図5の各部の状態を図3と同様に示
すものである。図6のt4 よりも前の正常動作時の各部
の状態は図3におけるt4 よりも前の正常動作時の各部
の状態と同一である。正常動作時のオン期間t0 〜t1
における第2の比較器46の負入力端子の電圧Vinは第
2の基準電圧Vth2 よりも低いので、第2の比較器46
の出力は高レベルとなり、第2の放電用抵抗48は実質
的に切り離された状態にある。オン期間t1 〜t2 で
は、図6(F)から明らかなように入力信号Vinが第2
の基準電圧Vth2 よりも高くなるので、第2の比較器4
6の出力がコンデンサ35の電圧よりも低い電圧(グラ
ンド)となり、第2の放電用抵抗48が第1の放電用抵
抗36に並列に接続される。第1及び第2の放電用抵抗
36、48の抵抗値をRa 、Rb とすれば、合成抵抗R
はRa Rb /(Ra +Rb )となり、第1の放電用抵抗
36の値Ra よりも小さくなる。従って、正常動作時の
オフ期間においてはコンデンサ35の電圧V2 が図3と
同様に短い時定数で低下する。このため、コンデンサ3
5の電圧が疑似共振動作を妨害することはない。即ち、
正常動作時においてはコンデンサ35の放電によってオ
フ期間の終了が決定されず、3次巻線19の電圧V19の
低下によって決定される。
FIG. 6 shows the state of each part in FIG. 5 similarly to FIG. The state of each unit during normal operation before t4 in FIG. 6 is the same as the state of each unit during normal operation before t4 in FIG. ON period t0 to t1 during normal operation
, The voltage Vin at the negative input terminal of the second comparator 46 is lower than the second reference voltage Vth2.
Is at a high level, and the second discharge resistor 48 is substantially disconnected. In the ON period t1 to t2, as is apparent from FIG.
Is higher than the reference voltage Vth2 of the second comparator 4
The output of 6 becomes a voltage (ground) lower than the voltage of the capacitor 35, and the second discharging resistor 48 is connected in parallel with the first discharging resistor 36. If the resistance values of the first and second discharge resistors 36 and 48 are Ra and Rb, the combined resistance R
Is RaRb / (Ra + Rb), which is smaller than the value Ra of the first discharge resistor 36. Therefore, during the off period during normal operation, the voltage V2 of the capacitor 35 decreases with a short time constant as in FIG. Therefore, the capacitor 3
The voltage of 5 does not disturb the quasi-resonant operation. That is,
During normal operation, the end of the off period is not determined by the discharge of the capacitor 35, but is determined by the decrease in the voltage V19 of the tertiary winding 19.

【0020】図5の電源装置において負荷短絡が生じ、
出力電圧Vout が図6(G)のt4よりも後に示すよう
に低下すると、ライン28の入力電圧Vinも低下し、第
2の基準電圧Vth2 を横切らなくなる。このため、負荷
短絡時には第2の比較器46の出力が常に高レベルとな
り、第2の放電用抵抗48が切り離された状態になる。
この結果、コンデンサ35に対して比較的大きい抵抗値
Ra を有する第1の放電用抵抗36のみが接続された状
態となり、放電時定数C1 、Ra が大きくなり、コンデ
ンサ35の電圧V2 は図6(A)に示すようにゆっくり
低下する。出力電圧Vout が低下している時には、トラ
ンス2の蓄積エネルギーの放出の終了に同期してオフ期
間は終了しないでコンデンサ35の電圧V2 に依存して
決定される。このため、負荷短絡時におけるFET4の
オン・オフ周波数が正常時よりも低い例えば20kHz と
なり、且つオフ期間が長くなるため比較器34による応
答遅れが少なく、FET4を過電流による破壊から防ぐ
ことができる。
A load short circuit occurs in the power supply device of FIG.
When the output voltage Vout decreases as shown after t4 in FIG. 6 (G), the input voltage Vin on the line 28 also decreases, and does not cross the second reference voltage Vth2. Therefore, when the load is short-circuited, the output of the second comparator 46 is always at a high level, and the second discharging resistor 48 is disconnected.
As a result, only the first discharging resistor 36 having a relatively large resistance value Ra is connected to the capacitor 35, the discharging time constants C1 and Ra are increased, and the voltage V2 of the capacitor 35 is reduced as shown in FIG. It decreases slowly as shown in A). When the output voltage Vout is decreasing, the OFF period is not ended in synchronization with the end of the release of the stored energy of the transformer 2 and is determined depending on the voltage V2 of the capacitor 35. Therefore, the on / off frequency of the FET 4 when the load is short-circuited is, for example, 20 kHz lower than the normal state, and the off-period becomes long, so that the response delay by the comparator 34 is small and the FET 4 can be prevented from being destroyed by overcurrent. .

【0021】上述から明らかなように、本実施例によれ
ば、共振動作によるスイッチング損失の低減効果を確保
しつつ負荷短絡等による出力電圧低下時のFET4の保
護を確実且つ容易に達成することができる。
As is apparent from the above description, according to the present embodiment, it is possible to reliably and easily achieve protection of the FET 4 when the output voltage drops due to a load short circuit or the like, while ensuring the effect of reducing the switching loss due to the resonance operation. it can.

【0022】[0022]

【第2の実施例】次に、図7及び図8を参照して第2の
実施例のスイッチング電源装置を説明する。但し、図7
及び図8において図1、図2、図5及び図6と実質的に
同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。第2の実施例のスイッチング電源装置は第1の実施
例の制御パルス形成回路24aを変形した制御パルス形
成回路24bを有する他は第1の実施例と同様に構成さ
れている。従って、図7には制御パルス形成回路24b
のみが示されている。図7の制御パルス形成回路24b
は、図5からトランジスタ41、第2の放電用抵抗48
を省き、この代りに第1のトランジスタ50、第1のN
OT回路(インバータ)51、第1のANDゲート5
2、NANDゲート53、抵抗54、55、第2及び第
3のNOT回路56、57、第2のANDゲート58、
第2及び第3のトランジスタ59、63を付加し、且つ
第3の比較器42aを3つの入力端子60、61、62
を有するものにした他は図5の制御パルス形成回路24
aと同一に構成されている。
Second Embodiment Next, a switching power supply according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. However, FIG.
In FIG. 8 and FIG. 8, substantially the same parts as those in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 5, and FIG. The switching power supply device of the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that it has a control pulse forming circuit 24b obtained by modifying the control pulse forming circuit 24a of the first embodiment. Therefore, FIG. 7 shows the control pulse forming circuit 24b.
Only shown. The control pulse forming circuit 24b of FIG.
Is the transistor 41 and the second discharging resistor 48 from FIG.
And instead of the first transistor 50, the first N
OT circuit (inverter) 51, first AND gate 5
2, a NAND gate 53, resistors 54 and 55, second and third NOT circuits 56 and 57, a second AND gate 58,
The second and third transistors 59 and 63 are added, and the third comparator 42a is connected to three input terminals 60, 61 and 62.
The control pulse forming circuit 24 shown in FIG.
It has the same configuration as a.

【0023】次に、変形された部分を詳しく説明する。
第1のANDゲート52の一方の入力端子は第3の比較
器42aの出力端子に接続され、他方の入力端子は第1
のNOT回路51を介して第1の比較器34の出力端子
に接続されている。また、NANDゲート53の一方の
入力端子は第1のNOT回路51に接続され、この他方
の入力端子は第3の比較器42aの出力端子に接続さ
れ、この出力端子は第1のトランジスタ50のベースに
接続されている。トランジスタ50のエミッタはグラン
ドライン27に接続され、コレクタは抵抗54を介して
第3の比較器42aの正入力端子60に接続されてい
る。第3の比較器42aは、正入力端子60の他に第1
の負入力端子61と第2の負入力端子62とを有する。
正入力端子60は抵抗55を介して第3の基準電圧源3
9に接続され、第1の負入力端子61は図5と同様にの
こぎり波発生用コンデンサ35に接続されている。新た
に設けられた第2の負入力端子62は第3のトランジス
タ63を介してグランドライン27に接続されている。
第3のトランジスタ63のベースは第2のNOT回路5
6を介して第2の比較器46の出力端子に接続されてい
る。
Next, the deformed portion will be described in detail.
One input terminal of the first AND gate 52 is connected to the output terminal of the third comparator 42a, and the other input terminal is connected to the first input terminal.
Is connected to the output terminal of the first comparator 34 via the NOT circuit 51. One input terminal of the NAND gate 53 is connected to the first NOT circuit 51, the other input terminal is connected to the output terminal of the third comparator 42a, and this output terminal is connected to the first transistor 50. Connected to the base. The emitter of the transistor 50 is connected to the ground line 27, and the collector is connected to the positive input terminal 60 of the third comparator 42a via the resistor 54. The third comparator 42a has a first input terminal 60 in addition to the first input terminal 60.
, And a second negative input terminal 62.
The positive input terminal 60 is connected to the third reference voltage source 3
9 and the first negative input terminal 61 is connected to the sawtooth wave generating capacitor 35 as in FIG. The newly provided second negative input terminal 62 is connected to the ground line 27 via the third transistor 63.
The base of the third transistor 63 is the second NOT circuit 5
6 is connected to the output terminal of the second comparator 46.

【0024】第2の比較器46の正入力端子の電圧を制
御するために第2の基準電圧源47に並列に制御スイッ
チとして第2のトランジスタ59が接続されている。こ
の第2のトランジスタ59のベースは第2のANDゲー
ト58に接続されている。第2のANDゲート58の一
方の入力端子は第1の比較器34の出力端子に接続さ
れ、他方の入力端子は第2のNOT回路57を介して第
2の比較器46の出力端子に接続されている。なお、図
7のライン25、27、28、31は、図2で同一符号
で示すものと同一であり、図2と同様に接続される。
To control the voltage at the positive input terminal of the second comparator 46, a second transistor 59 is connected as a control switch in parallel with the second reference voltage source 47. The base of the second transistor 59 is connected to the second AND gate 58. One input terminal of the second AND gate 58 is connected to the output terminal of the first comparator 34, and the other input terminal is connected to the output terminal of the second comparator 46 via the second NOT circuit 57. Have been. The lines 25, 27, 28 and 31 in FIG. 7 are the same as those indicated by the same reference numerals in FIG. 2, and are connected in the same manner as in FIG.

【0025】次に、図7の制御パルス形成回路24bの
動作を図8を参照して説明する。図7における第1及び
第2の比較器34、46に対する入力電圧Vinと第1及
び第2の基準電圧Vth1 、Vth2 との関係は図8(F)
に示す通りであって、第1の実施例の図6(F)と同一
である。正常動作時のt0 〜t1 区間では第1の比較器
34の2つの入力がVth1 >Vinの関係にあるから、こ
の出力は低レベルになり、NOT回路51の出力は高レ
ベルになり、第1のANDゲート52を第3の比較器4
2aの出力パルスが通過可能な状態が得られる。このt
0 〜t1 区間においてNANDゲート53の両入力が高
レベルであるので、この出力は低レベルとなり、第1の
トランジスタ50はオフに保たれており、第3の比較器
42aの正入力端子60の電圧V1 は比較的高い例えば
6.5Vに保たれる。t0 〜t1区間において第2のA
NDゲート58の一方の入力端子に低レベル信号が第1
の比較器34から与えられるので、第2のANDゲート
58の出力は低レベルに保たれ、第2のトランジスタ5
9がオフに保たれる。従って、t0 〜t1 区間には第2
の基準電圧源47から第2の基準電圧Vth2 が第2の比
較器46に与えられている。t0 〜t1 区間において第
3の比較器42aの正入力端子60の電圧V1 は図8
(A)に示すように6.5Vに保たれている。また、の
こぎり波発生用コンデンサ35の電圧即ち第3の比較器
42aの第1の負入力端子61の電圧V2 は図8(A)
に示すように5Vに保たれている。また、t0 〜t1 区
間には第2の比較器46の入力がVin<Vth1 の関係に
あり、この出力は高レベルとなり、第3の比較器42a
の第2の負入力端子62の電圧V3 は図8(A)に示す
ように5Vである。従って、t0 〜t1 区間では、第3
の比較器42aの第1及び第2の負入力端子61、62
の電圧V2 、V3 の両方が正入力端子60の電圧V1 よ
りも低いので、第3の比較器42aの出力電圧は高レベ
ルであり、ANDゲート52及び駆動回路45を介して
ライン31に得られる制御パルス即ちゲート・ソース間
電圧Vgsは図8(B)に示すように高レベルになる。F
ET4の電流I1 が図8(C)に示すように増大し、こ
の検出値を示す入力電圧Vinがt1 時点で第1の基準電
圧Vth1 に達すると、第1の比較器34の出力が高レベ
ルに転換する。この結果、第1のNOT回路51の出力
は低レベルになり、第1のANDゲート52の出力及び
図8(B)のゲート・ソース間電圧Vgsが低レベルにな
り、FET4がオフに転換する。またt1 〜t2 でNA
NDゲート53の出力は高レベルになり、トランジスタ
50がオンになるので、比較器42aの正入力端子60
の電圧V1 はほぼ3.5ボルトに低下する。しかし、後
述から明らかなようにt1 〜t2 期間では第2の負入力
端子62の電圧V3 が正入力端子60の電圧V1 (3.
5V)よりも低いほぼ0ボルトであるので、第3の比較
器42aの出力は高レベルに維持されたままになる。t
1 〜t2 期間に第3の比較器42aの出力が高レベルで
あってもANDゲート52によって高レベル出力が阻止
され、t1 〜t2 区間のゲート・ソース間電圧Vgsは低
レベルとなり、FET4がオフになる。FET4がオフ
になると、3次巻線19の電圧V19が図8(E)に示す
ように今迄と反対の極性になり、第1及び第2の比較器
34、46の入力電圧Vinも図8(F)に示すように第
1及び第2の基準電圧Vth1 、Vth2 よりも高くなる。
これにより、第1の比較器34の高レベル出力が保持さ
れ、また第2の比較器46の出力が低レベルに転換し、
第3の比較器42aの第2の負入力端子62の電圧V3
が図8(A)に示すように0Vになる。即ち、t1 で第
2の比較器46の出力が低レベルになると、第2のNO
T回路57の出力が高レベルになり、第2のANDゲー
ト58の出力も高レベルになるため、トランジスタ59
がオンし、第2の比較器46の正入力端子はほぼ0Vに
なる。この結果、第2の比較器46の低レベル出力がt
1 〜t2 区間で保持され、第3のNOT回路56の出力
が高レベルになり、トランジスタ63がオンになり、第
3の比較器42aの第2の負入力端子62の電圧V3 が
t1 〜t2 区間にゼロボルトに保たれる。これにより、
前述したようにFET4のオフ期間であっても第3の比
較器42aの出力は高レベルになる。
Next, the operation of the control pulse forming circuit 24b of FIG. 7 will be described with reference to FIG. The relationship between the input voltage Vin to the first and second comparators 34 and 46 in FIG. 7 and the first and second reference voltages Vth1 and Vth2 is shown in FIG.
And is the same as FIG. 6F of the first embodiment. During the period from t0 to t1 during normal operation, the two inputs of the first comparator 34 have a relationship of Vth1> Vin, so this output goes low, the output of the NOT circuit 51 goes high, and the first AND gate 52 of the third comparator 4
A state where the output pulse of 2a can pass is obtained. This t
Since both inputs of the NAND gate 53 are at the high level during the interval from 0 to t1, this output is at the low level, the first transistor 50 is kept off, and the positive input terminal 60 of the third comparator 42a is The voltage V1 is kept relatively high, for example, 6.5V. In the section from t0 to t1, the second A
A low level signal is applied to one input terminal of the ND gate 58 as a first signal.
, The output of the second AND gate 58 is kept low, and the output of the second transistor 5
9 is kept off. Therefore, the second section is provided in the section from t0 to t1.
The second reference voltage Vth2 is supplied from the reference voltage source 47 to the second comparator 46. The voltage V1 of the positive input terminal 60 of the third comparator 42a in the section from t0 to t1 is shown in FIG.
It is kept at 6.5 V as shown in FIG. The voltage of the sawtooth wave generating capacitor 35, that is, the voltage V2 of the first negative input terminal 61 of the third comparator 42a is shown in FIG.
The voltage is maintained at 5 V as shown in FIG. Further, in the section from t0 to t1, the input of the second comparator 46 has a relation of Vin <Vth1, and this output becomes high level, and the third comparator 42a
The voltage V3 of the second negative input terminal 62 is 5 V as shown in FIG. Therefore, in the section from t0 to t1, the third
First and second negative input terminals 61 and 62 of the comparator 42a
Is lower than the voltage V1 at the positive input terminal 60, the output voltage of the third comparator 42a is at a high level, and is obtained on the line 31 via the AND gate 52 and the driving circuit 45. The control pulse, that is, the gate-source voltage Vgs becomes a high level as shown in FIG. F
When the current I1 of ET4 increases as shown in FIG. 8 (C) and the input voltage Vin indicating this detection value reaches the first reference voltage Vth1 at time t1, the output of the first comparator 34 goes high. Convert to As a result, the output of the first NOT circuit 51 becomes low, the output of the first AND gate 52 and the gate-source voltage Vgs in FIG. 8B become low, and the FET 4 is turned off. . NA between t1 and t2
Since the output of the ND gate 53 goes high and the transistor 50 is turned on, the positive input terminal 60 of the comparator 42a is
Voltage V1 drops to approximately 3.5 volts. However, as will be apparent from the following description, during the period from t1 to t2, the voltage V3 of the second negative input terminal 62 becomes the voltage V1 of the positive input terminal 60 (3.
Since it is almost 0 volts, which is lower than 5 V), the output of the third comparator 42a remains high. t
Even if the output of the third comparator 42a is at a high level during the period from 1 to t2, the high level output is blocked by the AND gate 52, the gate-source voltage Vgs during the period from t1 to t2 becomes low, and the FET 4 is turned off. become. When the FET 4 is turned off, the voltage V19 of the tertiary winding 19 has the opposite polarity as shown in FIG. 8 (E), and the input voltages Vin of the first and second comparators 34 and 46 are also shown in FIG. As shown in FIG. 8 (F), it becomes higher than the first and second reference voltages Vth1 and Vth2.
As a result, the high level output of the first comparator 34 is maintained, and the output of the second comparator 46 is changed to a low level,
The voltage V3 at the second negative input terminal 62 of the third comparator 42a
Becomes 0 V as shown in FIG. That is, when the output of the second comparator 46 goes low at t1, the second NO
Since the output of the T circuit 57 goes high and the output of the second AND gate 58 goes high, the transistor 59
Is turned on, and the positive input terminal of the second comparator 46 becomes almost 0V. As a result, the low level output of the second comparator 46 becomes t.
The voltage is held in the interval 1 to t2, the output of the third NOT circuit 56 goes high, the transistor 63 is turned on, and the voltage V3 of the second negative input terminal 62 of the third comparator 42a becomes t1 to t2. The section is kept at zero volts. This allows
As described above, the output of the third comparator 42a becomes high even during the off period of the FET4.

【0026】t2 時点で図1に示したトランス2の蓄積
エネルギーの放出が終了すると、3次巻線19の電圧V
19が図8(E)に示すように負になり、第1及び第2の
比較器34、46の入力電圧Vinは図8(F)に示すよ
うに第1及び第2の基準電圧Vth1 、Vth2 よりも低く
なる。この結果、第1の比較器34の出力が低レベルに
なり、第1のNOT回路51の出力が高レベルになり、
第1のANDゲート52による制御パルスの阻止が解除
される。また、第3のANDゲート58の出力が低レベ
ルになるためにトランジスタ59がオフになり、第2の
比較器46の正入力端子に第2の基準電圧Vth2 が印加
される。t2 〜t3 区間では入力電圧Vinが第2の基準
電圧Vth2 よりも低いので、第2の比較器46の出力即
ち第3の比較器42aの第2の負入力端子62の電圧V
3 は図8(A)に示すように5Vになる。第3の比較器
42aの正入力端子60の電圧V1 はt2 時点まで3.
5Vに保たれているが、t2 時点でNANDゲート53
の両入力が高レベルとなるためにトランジスタ50がオ
フになり、6.5Vに戻る。正入力端子60の電圧V1
はt1 〜t2 区間に引続きt2 〜t3 区間でも6.5V
に保たれているので、この出力はt2 〜t3 区間でも高
レベルであり、これが第1のANDゲート52を介して
図8(B)に示すゲート・ソース間電圧VgsとしてFE
T4に送られる。t2 時点からFET4の電流I1 が増
大し、t3 時点で第1の基準電圧Vth1 よりも入力電圧
Vinが高くなると、t0 〜t1 区間と同一の動作の繰返
しが生じる。
When the release of the stored energy of the transformer 2 shown in FIG.
19 becomes negative as shown in FIG. 8 (E), and the input voltage Vin of the first and second comparators 34 and 46 becomes the first and second reference voltages Vth1 and Vth1 as shown in FIG. 8 (F). It becomes lower than Vth2. As a result, the output of the first comparator 34 goes low, the output of the first NOT circuit 51 goes high,
The blocking of the control pulse by the first AND gate 52 is released. Further, since the output of the third AND gate 58 goes low, the transistor 59 is turned off, and the second reference voltage Vth2 is applied to the positive input terminal of the second comparator 46. Since the input voltage Vin is lower than the second reference voltage Vth2 during the interval from t2 to t3, the output of the second comparator 46, that is, the voltage V of the second negative input terminal 62 of the third comparator 42a is obtained.
3 becomes 5 V as shown in FIG. The voltage V1 of the positive input terminal 60 of the third comparator 42a is not changed until t2.
It is maintained at 5V, but at time t2, the NAND gate 53
Since both inputs are high, transistor 50 is turned off and returns to 6.5V. Voltage V1 of positive input terminal 60
Is 6.5V in the interval from t1 to t2 and also in the interval from t2 to t3.
, This output is also at a high level in the interval from t2 to t3, and this is output via the first AND gate 52 as the gate-source voltage Vgs shown in FIG.
Sent to T4. When the current I1 of the FET 4 increases from the time t2 and the input voltage Vin becomes higher than the first reference voltage Vth1 at the time t3, the same operation as in the section from t0 to t1 is repeated.

【0027】図8のt4 時点よりも後に示すように負荷
短絡等によって出力電圧Vout が低い場合には、図6の
t4 よりも後と同様な動作が生じる。即ち、図8のt4
よりも後ではライン28の電圧Vinが第2の比較器46
の第2の基準電圧Vth2 よりも高くならないので、第2
の比較器46の出力は常に高レベルであり、トランジス
タ59及び63はオフに保たれる。従って、第3の比較
器42aの第2の負入力端子62の電圧V3 はほぼ5V
に保たれ、正入力端子60の電圧V1 との比較に実質的
に無関係になる。従って、第3の比較器42aの出力は
正入力端子60の電圧V1 と第1の負入力端子61の電
圧V2 との比較に基づいて変化する。
When the output voltage Vout is low due to a load short circuit or the like as shown after the time point t4 in FIG. 8, the same operation as after the time point t4 in FIG. 6 occurs. That is, t4 in FIG.
Later, the voltage Vin on line 28 becomes the second comparator 46
Is not higher than the second reference voltage Vth2 of the
Is always high, and transistors 59 and 63 are kept off. Therefore, the voltage V3 at the second negative input terminal 62 of the third comparator 42a is approximately 5 V
And becomes substantially independent of comparison with the voltage V1 of the positive input terminal 60. Therefore, the output of the third comparator 42a changes based on the comparison between the voltage V1 of the positive input terminal 60 and the voltage V2 of the first negative input terminal 61.

【0028】t4 の直前のオン期間及びt5 〜t6 のオ
ン期間の動作は正常時のt0 〜t1、t2 〜t3 のオン
期間と実質的に同一である。t4 で電圧Vinが第1の基
準電圧Vth1 に達し、第1の比較器34の出力が高レベ
ルになると、NOT回路51の出力が低レベルになり、
第1のANDゲート52の出力も低レベルになり、FE
T4はオフする。また、t4 でNOT回路51の出力が
低レベルになると、NANDゲート53の出力が高レベ
ルになり、トランジスタ50がオンになって、第3の比
較器42aの正入力端子60の電圧V1 が3.5Vにな
る。従って、正入力端子60の電圧V1 が第1及び第2
の負入力端子61、62の電圧V2 、V3 よりも低くな
り、第3の比較器42aの出力端子が低レベルになる。
これにより、FET4のオフが維持される。
The operations during the ON period immediately before t4 and during the ON period from t5 to t6 are substantially the same as the ON periods during t0 to t1 and t2 to t3 in the normal state. At time t4, when the voltage Vin reaches the first reference voltage Vth1 and the output of the first comparator 34 goes high, the output of the NOT circuit 51 goes low,
The output of the first AND gate 52 also goes low, and FE
T4 turns off. Further, when the output of the NOT circuit 51 goes low at t4, the output of the NAND gate 53 goes high, turning on the transistor 50, and the voltage V1 of the positive input terminal 60 of the third comparator 42a becomes three. 0.5V. Therefore, the voltage V1 of the positive input terminal 60 is equal to the first and second voltages.
Are lower than the voltages V2 and V3 of the negative input terminals 61 and 62, and the output terminal of the third comparator 42a goes low.
Thereby, the off state of the FET 4 is maintained.

【0029】負荷短絡時には、図8のt4 〜t5 に示す
ように巻線19の電圧V19が低いので、ライン28の電
圧Vinは図8(F)に示すようにt4 の直後に第1の基
準電圧Vth1 よりも低くなる。このため、第1の比較器
34の出力がt4 の直後に低レベルになり、NOT回路
51の出力が高レベルになる。しかし、NANDゲート
53には第3の比較器42aから低レベルの出力が入力
しているので、NANDゲート53の出力は高レベルに
保たれ、正入力端子60の電圧V1 は3.5Vに保た
れ、第3の比較器42a及びANDゲート52の出力の
転換が発生せず、t4 〜t5 区間のオフが保持される。
When the load is short-circuited, the voltage V19 of the winding 19 is low as shown at t4 to t5 in FIG. 8, so that the voltage Vin on the line 28 becomes the first reference voltage immediately after t4 as shown in FIG. It becomes lower than the voltage Vth1. Therefore, the output of the first comparator 34 goes low immediately after t4, and the output of the NOT circuit 51 goes high. However, since the low level output from the third comparator 42a is input to the NAND gate 53, the output of the NAND gate 53 is maintained at a high level, and the voltage V1 of the positive input terminal 60 is maintained at 3.5V. As a result, the output of the third comparator 42a and the output of the AND gate 52 do not change, and the off period from t4 to t5 is maintained.

【0030】オフ期間の終了は第3の比較器42aの第
1の負入力端子61の電圧V2 によって決定される。即
ち、t4 〜t5 区間では第3の比較器42aの出力が低
レベルであるために、ダイオード44が導通し、トラン
ジスタ37がオフになり、のこぎり波発生用コンデンサ
35の放電が抵抗36を介して生じる。コンデンサ35
の電圧即ち第1の負入力端子61の電圧V2 は図8
(A)に示すようにコンデンサ35と抵抗36で決まる
時定数で徐々に低下する。t5 時点で電圧V2 が正入力
端子60の電圧V1 よりも低くなると、第3の比較器4
2aの出力が高レベルに転換し、ANDゲート52の出
力も高レベルになり、FET4がオンする。その後のt
5 〜t6 区間の動作は、図6のt5 〜t6 区間の動作と
実質的に同一である。
The end of the OFF period is determined by the voltage V2 of the first negative input terminal 61 of the third comparator 42a. That is, since the output of the third comparator 42a is at a low level during the period from t4 to t5, the diode 44 is turned on, the transistor 37 is turned off, and the discharge of the sawtooth wave generating capacitor 35 is performed via the resistor 36. Occurs. Capacitor 35
8, that is, the voltage V2 of the first negative input terminal 61 is
As shown in (A), the voltage gradually decreases with a time constant determined by the capacitor 35 and the resistor 36. When the voltage V2 becomes lower than the voltage V1 of the positive input terminal 60 at time t5, the third comparator 4
The output of 2a changes to high level, the output of AND gate 52 also changes to high level, and FET4 turns on. Then t
The operation in the section from 5 to t6 is substantially the same as the operation in the section from t5 to t6 in FIG.

【0031】上述から明らかなように第2の実施例にお
いても負荷短絡時にFET4のオン・オフの周期が長く
なり、第1の実施例と同様な作用効果が得られる。
As is apparent from the above description, also in the second embodiment, the ON / OFF cycle of the FET 4 becomes longer when the load is short-circuited, and the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0032】[0032]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) FET4の代りにバイポーラトランジスタとダ
イオードの逆並列回路を接続することができる。 (2) トランス2の巻線電圧を3次巻線19で検出し
ないで、1次巻線3又は2次巻線6に基づいて検出する
こともできる。 (3) 図5において第2の放電用抵抗48をトランジ
スタを介して第1の放電用抵抗36に並列接続し、この
トランジスタを第2の比較器46の出力でオン・オフす
ることができる。
[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) Instead of the FET 4, an anti-parallel circuit of a bipolar transistor and a diode can be connected. (2) The winding voltage of the transformer 2 can be detected based on the primary winding 3 or the secondary winding 6 without being detected by the tertiary winding 19. (3) In FIG. 5, a second discharging resistor 48 is connected in parallel to the first discharging resistor 36 via a transistor, and this transistor can be turned on / off by the output of the second comparator 46.

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

【図1】従来のスイッチング電源装置を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional switching power supply device.

【図2】図1のトランスの1次側を詳しく示す回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a primary side of the transformer of FIG. 1 in detail.

【図3】図1及び図2の各部の状態を示す波形図であ
る。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a state of each unit in FIGS. 1 and 2;

【図4】共振動作を概略的に説明するための図2の各部
の波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram of each part in FIG. 2 for schematically explaining a resonance operation.

【図5】第1の実施例のスイッチング電源装置のトラン
スの1次側を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a primary side of a transformer of the switching power supply according to the first embodiment.

【図6】図5の各部及び出力電圧を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform chart showing each part of FIG. 5 and an output voltage.

【図7】第2の実施例の制御パルス形成回路を示す回路
図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a control pulse forming circuit according to a second embodiment.

【図8】図7の各部の状態を示す波形図である。8 is a waveform chart showing the state of each part in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 FET 5 電流検出抵抗 21 巻線電圧検出用ダイオード 34、42、46 比較器 35 のこぎり波発生用コンデンサ 36、48 放電用抵抗 4 FET 5 Current detection resistor 21 Winding voltage detection diode 34, 42, 46 Comparator 35 Saw wave generation capacitor 36, 48 Discharge resistor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源の一端と他端との間に接続され
たトランスの1次巻線とスイッチング素子との直列回路
と、 前記スイッチング素子のオフの期間に導通する方向性を
有して前記トランスの2次巻線に接続された整流ダイオ
ードと、 前記整流ダイオードを介して前記2次巻線に並列に接続
された出力平滑用コンデンサと、 前記スイッチング素子に対して並列に接続された疑似共
振用コンデンサ又は浮遊容量と、 前記スイッチング素子を通って流れる電流を検出し、前
記電流の値に対応する値を有する電流検出電圧を得るた
めの電流検出手段と、 前記トランスの前記1次巻線又は前記2次巻線又は3次
巻線の電圧を示す信号を得るための巻線電圧検出手段
と、 前記電流検出手段から得られた前記電流検出電圧と前記
巻線電圧検出手段から得られた巻線電圧とを加算する加
算回路と、 のこぎり波を発生させるためののこぎり波発生用コンデ
ンサと、 直流電源と前記のこぎり波発生用コンデンサとの間に接
続された充電制御用トランジスタと、 第1の基準電圧を発生する第1の基準電圧源と、 前記加算回路から得られた加算電圧と前記第1の基準電
圧との比較出力を発生する第1の比較器と、 前記第1の基準電圧よりも高い第2の基準電圧を発生す
る第2の基準電圧源と、 前記加算回路から得られた前記加算電圧と前記第2の基
準電圧とを比較する第2の比較器と、 前記充電制御用トランジスタのベ−スに第1の抵抗を介
して接続された第3の基準電圧源と、 前記スイッチング素子のオン期間を示すパルスを形成す
るものであって、一方の入力端子が前記充電制御用トラ
ンジスタのベ−スに接続され、他方の入力端子が前記の
こぎり波発生用コンデンサに接続された第3の比較器
と、 前記第3の比較器の前記一方の入力端子と出力端子との
間に第2の抵抗を介して接続されたダイオ−ドと、 前記第3の比較器の出力端子とグランドとの間に接続さ
れ且つ前記加算電圧が前記第1の基準電圧よりも高いこ
とを示す前記第1の比較器の出力に応答して導通状態に
なり、前記加算電圧が前記第1の基準電圧よりも低いこ
とを示す前記第1の比較器の出力に応答して非導通状態
となる制御スイッチと、 前記のこぎり波発生用コンデンサを放電させるためのも
のであって、前記加算電圧が前記第2の基準電圧よりも
高いことを示す前記第2の比較器の出力に応答して第1
の放電時定数の回路を形成し、前記加算電圧が前記第2
の基準電圧よりも低いことを示す前記第2の比較器の出
力に応答して前記第1の放電時定数よりも大きい第2の
放電時定数の回路を形成するための放電回路と、を備え
ていることを特徴とするスイッチング電源装置。
1. A series circuit of a primary winding of a transformer and a switching element connected between one end and the other end of a DC power supply, having a directivity of conducting during an OFF period of the switching element. A rectifier diode connected to a secondary winding of the transformer, an output smoothing capacitor connected in parallel to the secondary winding via the rectifier diode, and a pseudo-parallel connected to the switching element in parallel A resonance capacitor or a stray capacitance; current detection means for detecting a current flowing through the switching element to obtain a current detection voltage having a value corresponding to the value of the current; and the primary winding of the transformer Or, a winding voltage detecting means for obtaining a signal indicating a voltage of the secondary winding or the tertiary winding; and the current detection voltage obtained from the current detecting means and the winding voltage detecting means. An addition circuit for adding the obtained winding voltage, a sawtooth wave generating capacitor for generating a sawtooth wave, a charge control transistor connected between the DC power supply and the sawtooth wave generating capacitor, A first reference voltage source for generating a first reference voltage; a first comparator for generating a comparison output between the addition voltage obtained from the addition circuit and the first reference voltage; A second reference voltage source that generates a second reference voltage higher than the reference voltage; a second comparator that compares the added voltage obtained from the adding circuit with the second reference voltage; A third reference voltage source connected to a base of the charge control transistor via a first resistor, and a pulse indicating an on-period of the switching element, wherein one input terminal is connected to the input terminal; Charge control transistor A third comparator connected to the base of the third comparator, the other input terminal of which is connected to the sawtooth-wave generating capacitor; and between the one input terminal and the output terminal of the third comparator. A diode connected via a second resistor; and a diode connected between an output terminal of the third comparator and ground and indicating that the added voltage is higher than the first reference voltage. A control that becomes conductive in response to the output of the first comparator and becomes nonconductive in response to the output of the first comparator indicating that the added voltage is lower than the first reference voltage. A switch for discharging the sawtooth wave generating capacitor, wherein the first signal is output in response to an output of the second comparator indicating that the added voltage is higher than the second reference voltage.
To form a circuit having a discharge time constant of
And a discharge circuit for forming a circuit having a second discharge time constant larger than the first discharge time constant in response to an output of the second comparator indicating that the second discharge time constant is lower than a reference voltage of the second comparator. A switching power supply device characterized in that:
【請求項2】 直流電源の一端と他端との間に接続され
たトランスの1次巻線とスイッチング素子との直列回路
と、 前記スイッチング素子のオフの期間に導通する方向性を
有して前記トランスの2次巻線に接続された整流ダイオ
ードと、 前記整流ダイオードを介して前記2次巻線に並列に接続
された出力平滑用コンデンサと、 前記スイッチング素子に対して並列に接続された疑似共
振用コンデンサ又は浮遊容量と、 前記スイッチング素子を通って流れる電流を検出し、前
記電流の値に対応する値を有する電流検出電圧を得るた
めの電流検出手段と、 前記トランスの前記1次巻線又は前記2次巻線又は3次
巻線の電圧を示す信号を得るための巻線電圧検出手段
と、 前記電流検出手段から得られた前記電流検出電圧と前記
巻線電圧検出手段から得られた巻線電圧とを加算する加
算回路と、 のこぎり波を発生させるためののこぎり波発生用コンデ
ンサと、 直流電源と前記のこぎり波発生用コンデンサとの間に接
続された充電制御用トランジスタと、 第1の基準電圧を発生する第1の基準電圧源と、 前記加算回路から得られた加算電圧と前記第1の基準電
圧との比較出力を発生する第1の比較器と、 前記第1の基準電圧よりも高い第2の基準電圧を発生す
る第2の基準電圧源と、 前記加算回路から得られた前記加算電圧と前記第2の基
準電圧とを比較する第2の比較器と、 前記充電制御用トランジスタのベ−スに第1の抵抗を介
して接続された第3の基準電圧源と、 正入力端子と第1及び第2の負入力端子とを有し、前記
正入力端子が第2の抵抗を介して前記第3の基準電圧源
に接続され、前記第1の負入力端子が前記のこぎり波発
生用コンデンサに接続された第3の比較器と、 前記充電制御用トランジスタのベ−スと前記第3の比較
器の出力端子との間に第3の抵抗を介して接続されたダ
イオ−ドと、 前記第3の比較器の前記正入力端子とグランドとの間に
第4の抵抗を介して接続された第1の比較入力レベル切
換用スイッチと、 前記のこぎり波発生用コンデンサに並列に接続された放
電用抵抗と、 一方の入力端子が前記第3の比較器の出力端子に接続さ
れ、他方の入力端子が前記第1の比較器の出力端子に接
続され、前記第1の比較器の出力が低レベルであると同
時に前記第3の比較器の出力が高レベルの時にのみ前記
スイッチング素子をオン制御する信号を出力する第1の
論理ゲ−ト回路と、 一方の入力端子が前記第1の比較器の出力端子に接続さ
れ、他方の入力端子が前記第3の比較器の出力端子に接
続され、前記第1の比較器の出力が低レベルであると同
時に前記第3の比較器の出力が高レベルの時にのみ前記
第1の比較入力レベル切換用スイッチをオフ制御する第
2の論理ゲ−ト回路と、 前記第2の基準電圧源に並列に接続された基準電圧制御
用スイッチと、 前記第1の比較器の出力端子と前記第2比較器の出力端
子とに接続され、前記第1の比較器の出力が高レベルで
あると同時に前記第2の比較器が低レベルの時にのみ前
記基準電圧制御用スイッチをオン制御する第3の論理ゲ
−ト回路と、 前記第3の比較器の前記第2の負入力端子とグランドと
の間に接続され、前記第2の比較器の低レベルの出力に
応答してオンになる第2の比較入力レベル切換用スイッ
チとを備えていることを特徴とするスイッチング電源装
置。
2. A series circuit of a primary winding of a transformer and a switching element connected between one end and the other end of a DC power supply, having a directivity of conducting during an off period of the switching element. A rectifier diode connected to a secondary winding of the transformer, an output smoothing capacitor connected in parallel to the secondary winding via the rectifier diode, and a pseudo-parallel connected to the switching element in parallel A resonance capacitor or a stray capacitance; current detection means for detecting a current flowing through the switching element to obtain a current detection voltage having a value corresponding to the value of the current; and the primary winding of the transformer Or, a winding voltage detecting means for obtaining a signal indicating a voltage of the secondary winding or the tertiary winding; and the current detection voltage obtained from the current detecting means and the winding voltage detecting means. An addition circuit for adding the obtained winding voltage, a sawtooth wave generating capacitor for generating a sawtooth wave, a charge control transistor connected between the DC power supply and the sawtooth wave generating capacitor, A first reference voltage source for generating a first reference voltage; a first comparator for generating a comparison output between the addition voltage obtained from the addition circuit and the first reference voltage; A second reference voltage source that generates a second reference voltage higher than the reference voltage; a second comparator that compares the added voltage obtained from the adding circuit with the second reference voltage; A third reference voltage source connected to the base of the charge control transistor via a first resistor; a positive input terminal; and first and second negative input terminals, wherein the positive input terminal is Connects to the third reference voltage source via a second resistor A third comparator having the first negative input terminal connected to the sawtooth wave generating capacitor; and a base between the base of the charge control transistor and an output terminal of the third comparator. A diode connected via a third resistor, and a first comparison input level switch connected via a fourth resistor between the positive input terminal of the third comparator and ground. A switch, a discharging resistor connected in parallel to the sawtooth wave generating capacitor, one input terminal connected to the output terminal of the third comparator, and the other input terminal connected to the output terminal of the first comparator. A first logic connected to an output terminal for outputting a signal for turning on the switching element only when the output of the third comparator is at a low level while the output of the third comparator is at a high level; Gate circuit and one input terminal The output terminal of the first comparator is connected to the output terminal of the third comparator, and the other input terminal is connected to the output terminal of the third comparator. A second logic gate circuit for turning off the first comparison input level changeover switch only when the output of the comparator is at a high level, and a reference voltage control circuit connected in parallel to the second reference voltage source. A switch connected to an output terminal of the first comparator and an output terminal of the second comparator, wherein the output of the first comparator is at a high level and the second comparator is at a low level. A third logic gate circuit for turning on the reference voltage control switch only at the time of; and a third logic gate circuit connected between the second negative input terminal of the third comparator and ground, A second comparison input level that is turned on in response to the low level output of the comparator. Switching power supply apparatus characterized by and a Le switching switch.
【請求項3】 前記トランスは3次巻線を有し前記3次
巻線に制御電源用整流平滑回路に接続されており、 前記出力平滑用コンデンサの出力電圧を検出し、この検
出電圧と基準電圧との差に対応する電圧制御信号を形成
する回路が設けられており、 前記電圧制御信号に応答する発光素子が設けられてお
り、 前記発光素子に光結合されたフォトトランジスタが前記
制御電源用整流平滑回路と前記加算回路の出力端子との
間に接続されており、 前記巻線電圧検出手段は前記スイッチング素子のオフ期
間に前記3次巻線に得られる電圧によって導通する方向
性を有して前記3次巻線に接続されたダイオードである
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。
3. The transformer has a tertiary winding and is connected to a rectifying and smoothing circuit for a control power supply. The tertiary winding detects an output voltage of the output smoothing capacitor. A circuit for forming a voltage control signal corresponding to the voltage difference; a light emitting element responsive to the voltage control signal; and a phototransistor optically coupled to the light emitting element for the control power supply. The winding voltage detecting means is connected between a rectifying / smoothing circuit and an output terminal of the adding circuit, and has a direction of conducting by a voltage obtained in the tertiary winding during an OFF period of the switching element. 3. The switching power supply according to claim 1, wherein the switching power supply is a diode connected to the tertiary winding.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100732353B1 (en) 2002-12-18 2007-06-27 페어차일드코리아반도체 주식회사 Control module circuit in switching power supply with automatic burst mode operation
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