JPH10327581A - Switching power unit - Google Patents

Switching power unit

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Publication number
JPH10327581A
JPH10327581A JP14997697A JP14997697A JPH10327581A JP H10327581 A JPH10327581 A JP H10327581A JP 14997697 A JP14997697 A JP 14997697A JP 14997697 A JP14997697 A JP 14997697A JP H10327581 A JPH10327581 A JP H10327581A
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JP
Japan
Prior art keywords
winding
power supply
voltage
inductor
windings
Prior art date
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Pending
Application number
JP14997697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Kuranuki
正明 倉貫
Nobuyoshi Osagata
信義 長潟
Takuya Ishii
卓也 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP14997697A priority Critical patent/JPH10327581A/en
Publication of JPH10327581A publication Critical patent/JPH10327581A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the noise fed back to the AC input of a switching power unit and the ripple voltage component of the unit and improve the setting accuracy of the overcurrent limiting value of the output of the unit by connecting the third and fourth windings of the unit to the primary winding of the unit so that induced voltages may be generated in the opposite directions when a switching element is turned on. SOLUTION: In a switching power unit, a third winding 13 is connected to a primary winding 12 so that an induced voltage may be generated in the direction in which the both-terminal voltage of an input smoothing capacitor 17 increases when a switching element 18 is turned on. On the other hand, a fourth winding 14 is connected to the primary winding 12 so that an induced voltage may be generated in the direction in which the both-terminal voltage of the capacitor 17 decreases when the element 18 is turned on. These induced voltages are generated in the opposite directions when the element 18 is turned off. A controlled output winding 15 and a noncontrolled output winding 16 constitute the so-called secondary winding and the output from the winding 15 is utilized for controlling this switching power unit.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流入力を直流出
力に変換し負荷に供給する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 switching power supply for converting an AC input into a DC output and supplying the DC output to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源装置は、交流電源から
の交流入力を直流出力に変換し、スイッチ素子をオン、
オフすることによって出力電圧を制御し負荷に供給して
いる。このようなスイッチング電源装置では、一般に、
交流入力の高力率化と入力電流の高調波成分の抑制、交
流電源に帰還するノイズ及び負荷に供給される出力電圧
のリップル電圧成分を十分小さくすることが要求され
る。さらに、出力での過電流の制限値は、信頼性を高め
るため精度よく設定する必要がある。
2. Description of the Related Art A switching power supply converts an AC input from an AC power supply into a DC output and turns on a switch element.
By turning it off, the output voltage is controlled and supplied to the load. In such a switching power supply, generally,
It is required that the power factor of the AC input be increased, the harmonic components of the input current be suppressed, and the noise returned to the AC power supply and the ripple voltage component of the output voltage supplied to the load be sufficiently reduced. Furthermore, the limit value of the overcurrent at the output needs to be set with high accuracy in order to increase reliability.

【0003】従来のスイッチング電源装置において、入
力電流の導通角を広げ高力率化し、かつ高調波成分を抑
制しようとしたものには、例えば特開平7−15967
号公報に開示されたものがある。この第1の従来例のス
イッチング電源装置について、図13を参照して具体的
に説明する。図13は、第1の従来例のスイッチング電
源装置の構成を示すブロック図である。図13におい
て、このスイッチング電源装置は、商用交流電源61、
前記商用交流電源61に接続され、4つのダイオード6
3,64,65,66により構成された全波整流器6
2、及びインダクタ67を介して全波整流器62に接続
されたトランス68を備えている。このトランス68
は、電源側に設けられた1次巻線69と第3の巻線7
0、及び負荷側に設けられた制御出力巻線71と非制御
出力巻線72により構成されている。全波整流器62の
出力端子間には、入力平滑コンデンサ73が接続され、
当該入力平滑コンデンサ73の端子間には、直列に接続
された1次巻線69、スイッチ素子74、及び抵抗75
が接続されている。1次巻線69は、第3の巻線70を
介してインダクタ67に接続される。第3の巻線70
は、スイッチ素子74がオンしたとき、誘起電圧が入力
平滑コンデンサ73の両端電圧を減ずる方向に発生する
よう1次巻線69に接続されている。
In a conventional switching power supply device, there has been proposed, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 7-15967, in which a conduction angle of an input current is widened to increase a power factor and a harmonic component is suppressed.
Is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 9-203 (1995). The first conventional switching power supply device will be specifically described with reference to FIG. FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a first conventional switching power supply device. In FIG. 13, the switching power supply includes a commercial AC power supply 61,
Four diodes 6 connected to the commercial AC power supply 61
Full-wave rectifier 6 composed of 3, 64, 65, 66
2, and a transformer 68 connected to the full-wave rectifier 62 via an inductor 67. This transformer 68
Are the primary winding 69 and the third winding 7 provided on the power supply side.
0, and a control output winding 71 and a non-control output winding 72 provided on the load side. An input smoothing capacitor 73 is connected between the output terminals of the full-wave rectifier 62,
A primary winding 69, a switch element 74, and a resistor 75 connected in series are connected between the terminals of the input smoothing capacitor 73.
Is connected. Primary winding 69 is connected to inductor 67 via third winding 70. Third winding 70
Is connected to the primary winding 69 such that when the switch element 74 is turned on, an induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage across the input smoothing capacitor 73.

【0004】制御出力巻線71の両端には、ダイオード
76、及びコンデンサ77により構成された第1の整流
平滑回路78が接続されている。第1の整流平滑回路7
8の出力端子間には、第1の負荷79が接続され、直流
の出力電圧が供給される。同様に、非制御出力巻線72
の両端には、ダイオード80、及びコンデンサ81によ
り構成された第2の整流平滑回路82が接続されてい
る。第2の整流平滑回路82の出力端子間には、第2の
負荷83が接続され、直流の出力電圧が供給される。制
御回路84は、第1の負荷79への出力電圧を検出し、
当該出力電圧が一定の電圧となるよう上述のスイッチ素
子74のオンとオフの時比率を変化させる。さらに、制
御回路84は、スイッチ素子74を流れるスイッチング
電流を抵抗75を用いて検出することにより、第1、第
2の負荷79,83への各電流の過電流状態を検出す
る。検出したスイッチング電流値が予め設定された過電
流の制限値を越えたとき、制御回路84はスイッチ素子
74のオンとオフの時比率を変化させ過電流を抑制、制
限する。
[0004] A first rectifying / smoothing circuit 78 constituted by a diode 76 and a capacitor 77 is connected to both ends of the control output winding 71. First rectifying / smoothing circuit 7
A first load 79 is connected between the output terminals 8 to supply a DC output voltage. Similarly, the uncontrolled output winding 72
Are connected to a second rectifying / smoothing circuit 82 composed of a diode 80 and a capacitor 81. A second load 83 is connected between the output terminals of the second rectifying / smoothing circuit 82 to supply a DC output voltage. The control circuit 84 detects the output voltage to the first load 79,
The on / off ratio of the switch element 74 is changed so that the output voltage becomes a constant voltage. Further, the control circuit 84 detects an overcurrent state of each current to the first and second loads 79 and 83 by detecting the switching current flowing through the switch element 74 using the resistor 75. When the detected switching current value exceeds a preset limit value of the overcurrent, the control circuit 84 changes the on / off ratio of the switch element 74 to suppress and limit the overcurrent.

【0005】この第1の従来例のスイッチング電源装置
の動作は、商用交流電源61の交流入力を全波整流器6
2により整流し、インダクタ67とトランス68の第3
の巻線70を経て入力平滑コンデンサ73に出力してリ
ップル電圧成分の少ない直流に平滑する。その後、交流
入力の商用交流周波数より高い周波数を用いて、スイッ
チ素子74をオン、オフさせることにより、トランス6
8の1次巻線69に交流電圧を印加する。そして、トラ
ンス68の制御出力巻線71及び非制御出力巻線72に
誘起した誘起電圧を第1及び第2の整流平滑回路78,
82にそれぞれ出力し整流平滑した後、直流の出力電圧
として第1及び第2の負荷79,83にそれぞれ供給す
る基本動作を行う。
[0005] The operation of the first conventional switching power supply device is such that the AC input of the commercial AC power supply 61 is connected to the full-wave rectifier 6.
2 and the third of the inductor 67 and the transformer 68
And output to the input smoothing capacitor 73 through the winding 70 to smooth DC to a small ripple voltage component. Thereafter, by using a frequency higher than the commercial AC frequency of the AC input to turn on and off the switch element 74, the transformer 6
An AC voltage is applied to the primary winding 69 of FIG. Then, the induced voltage induced in the control output winding 71 and the non-control output winding 72 of the transformer 68 is applied to the first and second rectifying / smoothing circuits 78,
After performing rectification and smoothing on the respective outputs 82, a basic operation of supplying the DC output voltage to the first and second loads 79 and 83 is performed.

【0006】次に、第1の従来例のスイッチング電源装
置の動作時での各部の電圧波形及び電流波形を図14に
示す。尚、図14の(a)、(b)、(c)、及び
(d)において、横軸は時間軸である。図14の(a)
において、V62は商用交流電源61(図13)の交流入
力を全波整流器62(図13)により整流した後の電圧
の波形を示し、V68は第3の巻線70の誘起電圧V70
(図13)と入力平滑コンデンサ73(図13)の両端
電圧V73とが加算された波形を示している。図14の
(b)に示すI67は、インダクタ67及び第3の巻線7
0に流れる電流の波形を示している。図14の(c)に
示すI69は、電流I67が第3の巻線70に流れたことに
より、1次巻線69に流れる電流の波形を示している。
図14の(d)に示す(I71+I72)は、電流I67が第
3の巻線70に流れた結果に対応して、制御出力巻線7
1(図13)及び非制御出力巻線72(図13)に流れ
る電流の合成波形を示している。
Next, FIG. 14 shows the voltage waveform and the current waveform of each part during the operation of the first conventional switching power supply device. In FIGS. 14A, 14B, 14C and 14D, the horizontal axis is the time axis. (A) of FIG.
V62 indicates a voltage waveform after the AC input of the commercial AC power supply 61 (FIG. 13) is rectified by the full-wave rectifier 62 (FIG. 13), and V68 is an induced voltage V70 of the third winding 70
13 shows a waveform obtained by adding (FIG. 13) and the voltage V73 across the input smoothing capacitor 73 (FIG. 13). I67 shown in FIG. 14B is the inductor 67 and the third winding 7.
2 shows a waveform of a current flowing through 0. I69 shown in FIG. 14C indicates the waveform of the current flowing through the primary winding 69 due to the current I67 flowing through the third winding 70.
(I71 + I72) shown in (d) of FIG. 14 corresponds to the result of the current I67 flowing through the third winding 70, and
1 (FIG. 13) and a composite waveform of the current flowing through the non-control output winding 72 (FIG. 13).

【0007】図13に示す第1の従来例のスイッチング
電源装置が、入力電流の導通角を広げ高力率化する動作
について具体的に説明する。スイッチ素子74がオンす
ると、トランス68の第3の巻線70には、1次巻線6
9の巻線数N69と第3の巻線70の巻線数N70との巻数
比Nに、入力平滑コンデンサ73の両端電圧V73を乗算
した誘起電圧V70が発生する。これらの巻数比N、及び
誘起電圧V70は、下記の(15)式、及び(16)式に
よりそれぞれ算出される。
The operation of the switching power supply of the first conventional example shown in FIG. 13 for increasing the conduction angle of the input current and increasing the power factor will be specifically described. When the switching element 74 is turned on, the primary winding 6
An induced voltage V70 is generated by multiplying the turns ratio N between the number of turns N69 of Ninth 9 and the number of turns N70 of the third winding 70 by the voltage V73 across the input smoothing capacitor 73. The turns ratio N and the induced voltage V70 are calculated by the following equations (15) and (16), respectively.

【0008】 N = N70/N69 −−−(15) V70 = V73×N −−−(16)N = N70 / N69 (15) V70 = V73 × N (16)

【0009】この第3の巻線70の誘起電圧V70は、イ
ンダクタ67からみて入力平滑コンデンサ73の両端電
圧V73を減ずる方向に発生する。また、誘起電圧V70
は、商用交流電源61の交流入力を全波整流器62によ
り整流した後の電圧V62よりも低い電圧である。このた
め、インダクタ67には、下記の(17)式に示す電流
I67が第3の巻線70の方向に流れて商用交流電源61
のエネルギーが蓄積される。尚、(17)式において、
L67はインダクタ67のインダクタンス値であり、TON
はスイッチ素子74をオンするオン時間を示している。
The induced voltage V 70 of the third winding 70 is generated in a direction in which the voltage V 73 across the input smoothing capacitor 73 is reduced as viewed from the inductor 67. In addition, the induced voltage V70
Is a voltage lower than the voltage V62 after the AC input of the commercial AC power supply 61 is rectified by the full-wave rectifier 62. Therefore, a current I67 shown in the following expression (17) flows through the inductor 67 in the direction of the third winding 70, and the commercial AC power 61
Energy is stored. Note that in equation (17),
L67 is the inductance value of the inductor 67, TON
Indicates an on-time during which the switch element 74 is turned on.

【0010】 I67 = (V62−V73+V70)×TON/L67 −−−(17)I67 = (V62−V73 + V70) × TON / L67 (17)

【0011】また、スイッチ素子74及び抵抗75に
は、電流I67がインダクタ67から第3の巻線70に流
れたことにより、その結果として、電流I69がトランス
68の1次巻線69を介して流れ込む。
A current I67 flows from the inductor 67 to the third winding 70 through the switch element 74 and the resistor 75, and as a result, a current I69 flows through the primary winding 69 of the transformer 68. Flow in.

【0012】スイッチ素子74がオフすると、第3の巻
線70に発生する誘起電圧V70は、反転して入力平滑コ
ンデンサ73の両端電圧V73に加算され、商用交流電源
61の交流入力を全波整流器62により整流した後の電
圧V62よりも高くなる。しかしながら、インダクタ67
に蓄積されたエネルギーにより電流(以下、インダクタ
67の電流という)は流れ続け、インダクタ67の電流
が第3の巻線70を介して入力平滑コンデンサ73に流
れ込む。また、インダクタ67の電流が第3の巻線70
に流れ、その結果として1次巻線69に電流が流れたこ
とにより、トランス68の制御出力巻線71と非制御出
力巻線72を介して、第1、第2の整流平滑回路78,
82から第1、第2の負荷79,83にそれぞれ出力電
流が流れる。この際、上述したように、第1の負荷79
に与えられる出力電圧は、スイッチ素子74を制御する
ために、制御回路84により検出される。インダクタ6
7に蓄積されたエネルギーが全て放出され、インダクタ
67の電流がゼロになると、入力平滑コンデンサ73の
両端電圧V73に第3の巻線70に生じる誘起電圧V70が
加算されているため、商用交流電源61の交流入力の電
圧より高い電圧となる。しかしながら、商用交流電源6
1に帰還しようとする電流は、全波整流器62により阻
止される。
When the switch element 74 is turned off, the induced voltage V70 generated in the third winding 70 is inverted and added to the voltage V73 across the input smoothing capacitor 73, and the AC input of the commercial AC power supply 61 is converted to a full-wave rectifier. It becomes higher than the voltage V62 after rectification by 62. However, the inductor 67
(Hereinafter, referred to as the current of the inductor 67) continues to flow due to the energy stored in the capacitor, and the current of the inductor 67 flows into the input smoothing capacitor 73 via the third winding 70. Also, the current of the inductor 67 is
, And as a result, a current flows through the primary winding 69, the first and second rectifying / smoothing circuits 78, 78 via the control output winding 71 and the non-control output winding 72 of the transformer 68.
An output current flows from 82 to the first and second loads 79 and 83, respectively. At this time, as described above, the first load 79
Is detected by the control circuit 84 in order to control the switch element 74. Inductor 6
When all the energy stored in the capacitor 7 is released and the current in the inductor 67 becomes zero, the induced voltage V70 generated in the third winding 70 is added to the voltage V73 across the input smoothing capacitor 73. The voltage is higher than the voltage of the AC input at 61. However, commercial AC power supply 6
The current going back to 1 is blocked by the full-wave rectifier 62.

【0013】図15は、図13に示す第1の従来例のス
イッチング電源装置の動作時での各部の電流波形を示す
波形図である。尚、図15の(a)、(b)、(c)、
及び(d)において、横軸は時間軸である。また、図1
5の”J”にて示す期間は、商用交流電源61の交流入
力がゼロ電圧付近である期間を示し、”K”にて示す期
間は、前記交流入力がピーク電圧付近である期間を示し
ている。図15の(a)に示すI67は、インダクタ67
の電流の波形を示している。図15の(b)に示すI74
は、スイッチ素子74を流れるスイッチング電流の波形
を示している。また、斜線部Mは、スイッチング電流I
74のうち、インダクタ67に蓄えられたエネルギーによ
ってインダクタ67から1次巻線69及びスイッチ素子
74に伝達されるインダクタ67の電流の電流成分を示
している。さらに、2点鎖線にて示すLは、制御回路8
4に予め設定される過電流の制限値を示している。図1
5の(c)に示すI71は、トランス68の制御出力巻線
71を流れる電流の波形を示し、斜線部Nは、インダク
タ67に蓄えられたエネルギーによって、インダクタ6
7から第3の巻線70に電流が流れたことにより、制御
出力巻線71に伝達されるインダクタ67の電流の電流
成分を示している。図15の(d)に示すI72は、トラ
ンス68の非制御出力巻線72を流れる電流の波形を示
している。以上のように、この第1の従来例のスイッチ
ング電源装置では、商用交流電源61からのエネルギー
がインダクタ67により蓄えられ、さらに蓄えられたエ
ネルギーによって流れる電流が交流入力に重畳すること
により、入力電流の導通角を広げて力率を高くしてい
た。
FIG. 15 is a waveform diagram showing current waveforms at various points during the operation of the first conventional switching power supply device shown in FIG. In addition, (a) of FIG. 15, (b), (c),
In (d), the horizontal axis is the time axis. FIG.
5 indicates a period in which the AC input of the commercial AC power supply 61 is near zero voltage, and a period indicated by "K" indicates a period in which the AC input is near the peak voltage. I have. I67 shown in FIG.
3 shows the current waveform. I74 shown in FIG.
Shows the waveform of the switching current flowing through the switch element 74. The hatched portion M indicates the switching current I
The current component of the current of the inductor 67 transmitted from the inductor 67 to the primary winding 69 and the switch element 74 by the energy stored in the inductor 67 is shown. L indicated by a two-dot chain line is the control circuit 8
4 shows a preset overcurrent limit value. FIG.
5C shows the waveform of the current flowing through the control output winding 71 of the transformer 68, and the hatched portion N indicates the inductor 6 due to the energy stored in the inductor 67.
7 shows the current component of the current of the inductor 67 transmitted to the control output winding 71 due to the current flowing from the seventh to the third winding 70. I72 shown in FIG. 15D indicates the waveform of the current flowing through the non-control output winding 72 of the transformer 68. As described above, in the switching power supply of the first conventional example, the energy from the commercial AC power supply 61 is stored by the inductor 67, and the current flowing by the stored energy is superimposed on the AC input, so that the input current is reduced. And the power factor was increased by widening the conduction angle.

【0014】次に、特開平7−298611号公報に開
示された従来のスイッチング電源装置について、図16
を参照して説明する。図16は、第2の従来例のスイッ
チング電源装置の構成を示すブロック図である。この第
2の従来例のスイッチング電源装置は、交流入力の入力
電圧の変動範囲が大きい場合に対応できるようにしたも
のであり、図13に示す第1の従来例のものと同様なも
のについては、同一の符号を付してその説明は省略す
る。図16において、トランス68’の電源側には、ス
イッチ素子74及び抵抗75を介して1次巻線69に直
列に接続された第4の巻線85が設けられている。第4
の巻線85は、スイッチ素子74がオンしたとき、誘起
電圧が入力平滑コンデンサ87の両端電圧を増加する方
向に発生するよう1次巻線69に接続されている。2つ
の巻線89,90からなるインダクタ部88が、図13
に示したインダクタ67の代わりに、全波整流器62と
トランス68’との間に設けられている。これらの2つ
の巻線89,90は、互いに流れる電流によってインダ
クタ部88を同一方向に励磁するよう誘導的に結合(加
極性に結合)されたものであり、一方の巻線89はトラ
ンス68’の第3の巻線70の一端と全波整流器62の
正出力との間に接続され、他方の巻線90は第4の巻線
85の一端と全波整流器62の負出力との間に接続され
ている。第3の巻線70の他端と第4の巻線85の他端
との間には、図13に示した入力平滑コンデンサ73の
代わりに、直列に接続された2つの入力平滑コンデンサ
86,87が設けられている。また、スイッチ素子91
が、ダイオード65,66の接続点と入力平滑コンデン
サ86,87との接続点との間に接続されている。この
スイッチ素子91は、交流入力の全波整流と倍電圧整流
との切り替えに使用される。すなわち、交流入力の入力
電圧が低い場合、交流入力の倍電圧整流を行うために、
スイッチ素子91はオンされる。交流入力の入力電圧が
高い場合、交流入力の全波整流を行うために、スイッチ
素子91はオフされる。
Next, a conventional switching power supply device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-298611 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of a second conventional switching power supply device. The switching power supply device of the second conventional example is adapted to cope with a case where the fluctuation range of the input voltage of the AC input is large. For the same switching power supply device as that of the first conventional example shown in FIG. , And the description thereof will be omitted. In FIG. 16, a fourth winding 85 connected in series to a primary winding 69 via a switch element 74 and a resistor 75 is provided on the power supply side of the transformer 68 '. 4th
The winding 85 is connected to the primary winding 69 such that when the switch element 74 is turned on, an induced voltage is generated in a direction to increase the voltage across the input smoothing capacitor 87. An inductor section 88 composed of two windings 89 and 90 is shown in FIG.
Is provided between the full-wave rectifier 62 and the transformer 68 'instead of the inductor 67 shown in FIG. These two windings 89, 90 are inductively coupled (coupling in polarities) so as to excite the inductor section 88 in the same direction by currents flowing to each other, and one of the windings 89 is a transformer 68 '. Is connected between one end of the third winding 70 and the positive output of the full-wave rectifier 62, and the other winding 90 is connected between one end of the fourth winding 85 and the negative output of the full-wave rectifier 62. It is connected. Between the other end of the third winding 70 and the other end of the fourth winding 85, instead of the input smoothing capacitor 73 shown in FIG. 87 are provided. Also, the switch element 91
Are connected between the connection point of the diodes 65 and 66 and the connection point of the input smoothing capacitors 86 and 87. The switch element 91 is used for switching between full-wave rectification and double voltage rectification of AC input. That is, when the input voltage of the AC input is low, in order to perform double voltage rectification of the AC input,
The switch element 91 is turned on. When the input voltage of the AC input is high, the switch element 91 is turned off in order to perform full-wave rectification of the AC input.

【0015】この第2の従来例のスイッチング電源装置
の動作は、商用交流電源61からの入力電圧が高い場
合、スイッチ素子91はオフされて、交流入力は全波整
流器62により全波整流される。そして、全波整流器6
2からの電流が、インダクタ部88の巻線89,90、
及びトランス68’の第3、第4の巻線70,85を経
て、互いに直列に接続された2つの入力平滑コンデンサ
86,87に供給され、それらの入力平滑コンデンサ8
6,87を充電する。続いて、入力平滑コンデンサ8
6,87によりリップル電圧成分の少ない直流に平滑し
た後、交流入力の商用交流周波数より高い周波数を用い
て、スイッチ素子74をオン、オフさせることにより、
トランス68’の1次巻線69に交流電圧を与える。そ
して、トランス68の制御出力巻線71及び非制御出力
巻線72に誘起した誘起電圧を第1及び第2の整流平滑
回路78,82にそれぞれ出力し整流平滑した後、直流
の出力電圧として第1及び第2の負荷79,83にそれ
ぞれ供給する。また、商用交流電源61からの入力電圧
が低い場合、スイッチ素子91はオンされ、交流入力
は、その電圧の正負半周期毎に入力平滑コンデンサ8
6,87に交互に供給され、入力平滑コンデンサ86,
87は充電される。具体的には、商用交流電源61の正
の半周期では、商用交流電源61からの電流は、全波整
流器62のダイオード63、インダクタ部88の巻線8
9、トランス68’の第3の巻線70、入力平滑コンデ
ンサ86、及びスイッチ素子91の順番で流れて、入力
平滑コンデンサ86を充電する。一方、商用交流電源6
1の負の半周期では、商用交流電源61からの電流は、
スイッチ素子91、入力平滑コンデンサ87、トランス
68’の第4の巻線85、インダクタ部88の巻線9
0、及び全波整流器62のダイオ−ド64の順番で流れ
て、入力平滑コンデンサ87を充電する。このことによ
り、入力平滑コンデンサ86,87の両端電圧は、商用
交流電源61からの入力電圧の2倍とすることができ
る。なお、入力平滑コンデンサ86,87を充電した後
は、上述のスイッチ素子91をオフして全波整流を行う
場合と同様な動作が行われて、直流の出力電圧が第1、
第2の整流平滑回路78,82から第1、第2の負荷7
9,83にそれぞれ供給される。
In the operation of the switching power supply of the second conventional example, when the input voltage from the commercial AC power supply 61 is high, the switch element 91 is turned off, and the AC input is full-wave rectified by the full-wave rectifier 62. . And the full-wave rectifier 6
2, the windings 89, 90 of the inductor section 88,
And via the third and fourth windings 70 and 85 of the transformer 68 ′, are supplied to two input smoothing capacitors 86 and 87 connected in series with each other.
Charge 6,87. Subsequently, the input smoothing capacitor 8
6, 87, by smoothing to a DC having a small ripple voltage component, using a frequency higher than the commercial AC frequency of the AC input to turn on and off the switch element 74,
An AC voltage is applied to the primary winding 69 of the transformer 68 '. Then, the induced voltages induced in the control output winding 71 and the non-control output winding 72 of the transformer 68 are respectively output to the first and second rectifying / smoothing circuits 78 and 82 for rectification and smoothing. The power is supplied to the first and second loads 79 and 83, respectively. When the input voltage from the commercial AC power supply 61 is low, the switch element 91 is turned on, and the AC input is applied to the input smoothing capacitor 8 every positive and negative half cycles of the voltage.
6, 87, and the input smoothing capacitors 86,
87 is charged. Specifically, in the positive half cycle of the commercial AC power supply 61, the current from the commercial AC power supply 61 is supplied to the diode 63 of the full-wave rectifier 62 and the winding 8 of the inductor unit 88.
9. The third winding 70 of the transformer 68 ', the input smoothing capacitor 86, and the switch element 91 flow in this order to charge the input smoothing capacitor 86. On the other hand, commercial AC power supply 6
In the negative half cycle of 1, the current from the commercial AC power supply 61 is
Switch element 91, input smoothing capacitor 87, fourth winding 85 of transformer 68 ', winding 9 of inductor section 88
Flowing in the order of 0 and the diode 64 of the full-wave rectifier 62, the input smoothing capacitor 87 is charged. As a result, the voltage between both ends of the input smoothing capacitors 86 and 87 can be twice the input voltage from the commercial AC power supply 61. After charging the input smoothing capacitors 86 and 87, the same operation as in the case where the above-described switch element 91 is turned off to perform full-wave rectification is performed, and the DC output voltage becomes first and second.
The first and second loads 7 from the second rectifying / smoothing circuits 78 and 82
9, 83, respectively.

【0016】次に、図16に示す第2の従来例のスイッ
チング電源装置において、商用交流電源61の入力電流
の導通角を広げて高力率化する動作について説明する。
まず、交流入力の入力電圧が高くスイッチ素子91をオ
フにして、交流入力を全波整流する場合での動作につい
て説明する。スイッチ素子74がオンするとき、トラン
ス68’の第4の巻線85には、インダクタ部88の巻
線90からみて正電圧となる方向に誘起電圧が発生し、
その誘起電圧による電流が巻線90と全波整流器62を
経てトランス68’の第3の巻線70の方に流れる。同
時に、図13に示す第1の従来例のスイッチング電源装
置と同様に、第3の巻線70に生じた誘起電圧により、
インダクタ部88の巻線89から第3の巻線70に電流
が流れる。この結果、商用交流電源61から全波整流器
62、巻線89、第3の巻線70、入力平滑コンデンサ
86,87、第4の巻線85、及び巻線90を介して電
流が流れる。インダクタ部88の巻線89,90は、互
いに流れる電流により、インダクタ部88を同一方向に
励磁するよう誘導的に結合されているので、上記電流が
流れたことによってインダクタ部88の巻線89,90
には商用交流電源61のエネルギーが蓄積される。ま
た、スイッチ素子74及び抵抗75には、第3、第4の
巻線70,85に電流が流れたことにより、その結果と
して、電流がトランス68’の1次巻線69を介して流
れ込む。
Next, the operation of increasing the conduction angle of the input current of the commercial AC power supply 61 to increase the power factor in the second conventional switching power supply device shown in FIG. 16 will be described.
First, an operation when the input voltage of the AC input is high and the switch element 91 is turned off to perform full-wave rectification on the AC input will be described. When the switch element 74 is turned on, an induced voltage is generated in the fourth winding 85 of the transformer 68 ′ in a direction that becomes a positive voltage when viewed from the winding 90 of the inductor unit 88,
The current due to the induced voltage flows through the winding 90 and the full-wave rectifier 62 to the third winding 70 of the transformer 68 '. At the same time, similarly to the switching power supply device of the first conventional example shown in FIG.
A current flows from the winding 89 of the inductor section 88 to the third winding 70. As a result, current flows from the commercial AC power supply 61 through the full-wave rectifier 62, the winding 89, the third winding 70, the input smoothing capacitors 86 and 87, the fourth winding 85, and the winding 90. The windings 89, 90 of the inductor section 88 are inductively coupled so as to excite the inductor section 88 in the same direction by currents flowing through each other. 90
Stores the energy of the commercial AC power supply 61. Further, the current flows through the third and fourth windings 70 and 85 into the switch element 74 and the resistor 75, and as a result, the current flows through the primary winding 69 of the transformer 68 '.

【0017】スイッチ素子74がオフになると、第4の
巻線85に生じる誘起電圧は反転し、インダクタ部88
の巻線90からみて負電圧となり、商用交流電源61の
交流入力を全波整流器62により整流した後の電圧より
も低くなる。しかしながら、巻線90に蓄積されたエネ
ルギーにより電流は流れ続け、第4の巻線85を経て入
力平滑コンデンサ87に電流は流れる。同様に、インダ
クタ部88の巻線89から第3の巻線70を経て入力平
滑コンデンサ86に電流は流れ続ける。また、電流が巻
線89,90から第3、第4の巻線70,85に流れ、
その結果として1次巻線69に流れたことにより、トラ
ンス68’の制御出力巻線71と非制御出力巻線72を
介して、第1、第2の整流平滑回路78,82から第
1、第2の負荷79,83に出力電流がそれぞれ流れ
る。インダクタ部88の巻線89,90に蓄積されたエ
ネルギーが全て放出され、巻線89,90の電流がゼロ
になると、直列接続された入力平滑コンデンサ86,8
7の両端電圧にトランス68’の第3、第4の巻線7
0,85での誘起電圧が加算されているため、商用交流
電源61の入力電圧より高い電圧となる。しかしなが
ら、商用交流電源61に帰還しようとする電流は、全波
整流器62により阻止される。
When the switching element 74 is turned off, the induced voltage generated in the fourth winding 85 is inverted, and the inductor 88
, And becomes lower than the voltage after the AC input of the commercial AC power supply 61 is rectified by the full-wave rectifier 62. However, the current continues to flow due to the energy stored in the winding 90, and the current flows through the fourth winding 85 to the input smoothing capacitor 87. Similarly, current continues to flow from the winding 89 of the inductor section 88 to the input smoothing capacitor 86 via the third winding 70. Also, current flows from the windings 89 and 90 to the third and fourth windings 70 and 85,
As a result, the first and second rectifying / smoothing circuits 78 and 82 pass through the control winding 71 and the non-control output winding 72 of the transformer 68 ′. Output currents flow through the second loads 79 and 83, respectively. When all the energy stored in the windings 89 and 90 of the inductor unit 88 is released and the current of the windings 89 and 90 becomes zero, the input smoothing capacitors 86 and 8 connected in series
7, the third and fourth windings 7 of the transformer 68 '
Since the induced voltages at 0 and 85 are added, the voltage becomes higher than the input voltage of the commercial AC power supply 61. However, the current that is going to return to the commercial AC power supply 61 is blocked by the full-wave rectifier 62.

【0018】次に、スイッチ素子91をオンにして、交
流入力を倍電圧整流する場合での動作について説明す
る。スイッチ素子74がオンすると、上述の全波整流時
と同様に、トランス68’の第3、第4の巻線70,8
5には誘起電圧が発生する。このことにより、電流が商
用交流電源61から全波整流器62のダイオード63、
インダクタ部88の巻線89、第3の巻線70、入力平
滑コンデンサ86、及びスイッチ素子91の順番で流れ
る状態と、電流が商用交流電源61からスイッチ素子9
1、入力平滑コンデンサ87、第4の巻線85、インダ
クタ部88の巻線90、及び全波整流器62のダイオー
ド64の順番で流れる状態とが、商用交流電源61の電
圧の正負半周期毎に、交互に現れる。その結果、巻線8
9,90には、商用交流電源61のエネルギーが蓄えら
れる。また、スイッチ素子91をオフにした場合と同様
に、スイッチ素子74及び抵抗75には、第3、第4の
巻線70,85に電流が流れたことにより、その結果と
して、電流がトランス68’の1次巻線69を介して流
れ込む。
Next, the operation in the case where the switch element 91 is turned on to perform double voltage rectification on the AC input will be described. When the switch element 74 is turned on, the third and fourth windings 70, 8 of the transformer 68 'are turned on in the same manner as in the above-described full-wave rectification.
5 generates an induced voltage. As a result, the current flows from the commercial AC power supply 61 to the diode 63 of the full-wave rectifier 62,
A state in which the winding 89 of the inductor section 88, the third winding 70, the input smoothing capacitor 86, and the switch element 91 flow in this order, and a current is supplied from the commercial AC power supply 61 to the switch element 9
1. The state of flowing in the order of the input smoothing capacitor 87, the fourth winding 85, the winding 90 of the inductor unit 88, and the diode 64 of the full-wave rectifier 62 changes every positive and negative half cycle of the voltage of the commercial AC power supply 61. Appear alternately. As a result, the winding 8
The energy of the commercial AC power supply 61 is stored in 9, 90. Further, similarly to the case where the switch element 91 is turned off, the current flows through the third and fourth windings 70 and 85 through the switch element 74 and the resistor 75. ′ Flows through the primary winding 69.

【0019】スイッチ素子74がオフになると、インダ
クタ部88の巻線89,90の電流は、蓄えられたエネ
ルギーにより、スイッチ素子74がオンのときと同様の
電流経路で流れ続け、エネルギーが全て放出され、電流
がゼロになると、入力平滑コンデンサ86,87の両端
電圧にトランス68’の第3、第4の巻線70,85で
の誘起電圧がそれぞれ加算されているため、商用交流電
源61の入力電圧より高い電圧となる。しかしながら、
商用交流電源61に帰還しようとする電流は、上記電圧
の正負半周期に応じて全波整流器62のダイオード63
と64により、交互に阻止される。電流が巻線89,9
0から第3、第4の巻線70,85に流れ、その結果と
して1次巻線69に流れたことにより、トランス68’
の制御出力巻線71と非制御出力巻線72を介して、第
1、第2の整流平滑回路78,82から第1、第2の負
荷79,83に出力電流がそれぞれ流れる。このよう
に、第2の従来例のスイッチング電源装置では、第1の
従来例のものと同様に、インダクタ部88の巻線89,
90に商用交流電源61のエネルギーが蓄えられ、さら
に蓄えられたエネルギーによって流れる電流が交流入力
に重畳することにより、入力電流の導通角を広げて力率
を高くしていた。尚、商用交流電源61の電圧の正負半
周期毎に、インダクタ部88の巻線89,90の電流が
交互にしか流れない理由は、第3、第4の巻線70,8
5に絶えず誘起電圧が発生しても、入力電圧が商用交流
電源61から巻線89,90に交互に印加されるためで
ある。
When the switching element 74 is turned off, the currents in the windings 89 and 90 of the inductor section 88 continue to flow in the same current path as when the switching element 74 is turned on due to the stored energy, and all the energy is released. When the current becomes zero, the induced voltage in the third and fourth windings 70 and 85 of the transformer 68 'is added to the voltage across the input smoothing capacitors 86 and 87, respectively. The voltage becomes higher than the input voltage. However,
The current to be fed back to the commercial AC power supply 61 depends on the positive / negative half cycle of the voltage and the diode 63 of the full-wave rectifier 62.
And 64 are alternately blocked. The current is the winding 89, 9
From zero to the third and fourth windings 70 and 85 and consequently to the primary winding 69, the transformer 68 '
Through the control output winding 71 and the non-control output winding 72, output currents flow from the first and second rectifying / smoothing circuits 78 and 82 to the first and second loads 79 and 83, respectively. Thus, in the switching power supply device of the second conventional example, the windings 89,
The energy of the commercial AC power supply 61 is stored in 90, and the current flowing due to the stored energy is superimposed on the AC input, thereby increasing the conduction angle of the input current and increasing the power factor. The reason why the current of the windings 89 and 90 of the inductor section 88 flows only alternately every positive and negative half cycle of the voltage of the commercial AC power supply 61 is that the third and fourth windings 70 and 8
This is because the input voltage is alternately applied from the commercial AC power supply 61 to the windings 89 and 90 even if an induced voltage is constantly generated in the winding 5.

【0020】交流入力の入力電圧が低く倍電圧整流を行
う場合、上述したように、入力電圧が商用交流電源61
から巻線89,90に交互に印加されるので、インダク
タ部88の各巻線89,90に交互に流れる電流値IL
は、下記の(18)式により求まる。尚、(18)式に
おいて、VTはトランス68’の第3、第4の巻線7
0,85での各誘起電圧値(全波整流時と同一電圧とす
る)を示し、V62は商用交流電源61の交流入力を全波
整流器62により整流した後の電圧値を示している。さ
らに、Lはインダクタ部88の一方の巻線89,90の
インダクタンス値を示し、VCは入力平滑コンデンサ8
6,87の一方の両端電圧値を示している。また、TON
はスイッチ素子74をオンするオン時間を示している。
When the input voltage of the AC input is low and voltage doubler rectification is performed, as described above, the input voltage is
Are applied to the windings 89 and 90 alternately, so that the current value IL flowing alternately through the windings 89 and 90 of the inductor unit 88 is changed.
Is obtained by the following equation (18). In the expression (18), VT is the third and fourth windings 7 of the transformer 68 '.
The induced voltage values at 0 and 85 (the same voltage as during full-wave rectification) are shown, and V62 indicates the voltage value after the AC input of the commercial AC power supply 61 is rectified by the full-wave rectifier 62. Further, L indicates the inductance value of one of the windings 89 and 90 of the inductor section 88, and VC indicates the input smoothing capacitor 8
6 and 87 are shown. Also, TON
Indicates an on-time during which the switch element 74 is turned on.

【0021】 IL = (V62−VC+VT)×TON/L −−−(18)IL = (V62−VC + VT) × TON / L (18)

【0022】一方、交流入力の入力電圧が高く全波整流
を行う場合、インダクタ部88の巻線89,90に同時
に流れる電流値IL’は、下記の(19)式により求ま
る。尚、(19)式において、2VTは第3、第4の巻
線70,85での各誘起電圧値VTの和の電圧値を示
し、4Lはインダクタ部88の巻線89,90の巻線数
の和で決まるインダクタンス値(巻線89,90が互い
に加極性で結合しているため倍電圧整流時の4倍とな
る)を示している。さらに、V62’は商用交流電源61
の交流入力を全波整流器62により整流した後の電圧値
を示し、2VCは入力平滑コンデンサ86,87の両端
電圧値VCの和の電圧値を示している。
On the other hand, when the input voltage of the AC input is high and full-wave rectification is performed, the current value IL 'flowing simultaneously through the windings 89 and 90 of the inductor section 88 is obtained by the following equation (19). In Expression (19), 2VT represents a voltage value of the sum of the induced voltage values VT at the third and fourth windings 70 and 85, and 4L represents a winding value of the windings 89 and 90 of the inductor unit 88. An inductance value determined by the sum of the numbers (the windings 89 and 90 are coupled to each other with additional polarities and becomes four times as large as the voltage doubled rectification). Further, V62 'is a commercial AC power supply 61.
, And 2VC indicates the sum of the voltage values VC across the input smoothing capacitors 86 and 87.

【0023】 IL’ = (V62'−2VC+2VT)×TON/4L −−−(1 9)IL ′ = (V62′−2VC + 2VT) × TON / 4L— (19)

【0024】(19)式において、商用交流電源61の
入力電圧を倍電圧整流時の2倍とした場合、巻線89,
90に同時に流れる電流値IL’は、倍電圧整流時での
巻線89,90に交互に流れる電流値ILの半分とな
る。すなわち、上述の電流値IL’は、次の(20)式
に示すV62'を(19)式に代入し変形することによ
り、下記の(21)式により求まる。
In the equation (19), when the input voltage of the commercial AC power supply 61 is set to twice the voltage at the time of voltage doubler rectification, the winding 89,
The current value IL ′ flowing simultaneously through 90 becomes half of the current value IL flowing alternately through the windings 89 and 90 during voltage doubler rectification. That is, the above-mentioned current value IL ′ is obtained by the following equation (21) by substituting V62 ′ shown in the following equation (20) into the equation (19) and deforming it.

【0025】 V62' = 2V62 −−−(20) IL’ = (V62−VC+VT)×TON/2L = IL/2 −−−(21)V62 ′ = 2V62− (20) IL ′ = (V62−VC + VT) × TON / 2L = IL / 2− (21)

【0026】全波整流時の入力電圧が倍電圧整流時の入
力電圧の2倍とした上記仮定を考慮すれば、(21)式
から明らかなように、全波整流時と倍電圧整流時とは同
一の電力が交流入力から供給され、当該スイッチング電
源装置での動作条件が同一であることがわかる。
Taking into account the above assumption that the input voltage at the time of full-wave rectification is twice the input voltage at the time of voltage doubler rectification, it is clear from equation (21) that the input voltage during full-wave rectification and the voltage doubler rectification are different. It can be seen that the same power is supplied from the AC input and the operating conditions in the switching power supply are the same.

【0027】以上のように、第2の従来例のスイッチン
グ電源装置では、スイッチ素子91をオン、オフするこ
とによって、商用交流電源61の交流入力を倍電圧整
流、または全波整流している。このことにより、第2の
従来例のスイッチング電源装置は、交流入力の入力電圧
の変動範囲が大きい場合でも、スイッチ素子74、ダイ
オード76,80の通過電流と耐圧はほぼ同じ値とな
る。このため、これらのスイッチ素子74、ダイオード
76,80に大電流で高耐圧なものを用いることを不要
にしていた。
As described above, in the switching power supply of the second conventional example, the AC input of the commercial AC power supply 61 is double-voltage rectified or full-wave rectified by turning on and off the switch element 91. As a result, in the switching power supply device of the second conventional example, even when the fluctuation range of the input voltage of the AC input is large, the passing current and the breakdown voltage of the switch element 74 and the diodes 76 and 80 have substantially the same value. Therefore, it is not necessary to use a switch element 74 and diodes 76 and 80 that have a large current and a high breakdown voltage.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】図13に示した第1の
従来例のスイッチング電源装置では、インダクタ67か
らトランス68の1次巻線69に流れる電流は、図14
の(b)、及び図15の(b)にそれぞれ示したよう
に、三角波形状でピーク値が大きいものであった。この
ため、入力電流に帰還する高周波のリップル電流成分が
大きくなり、ノーマルノイズ抑制のために商用交流電源
61と全波整流器62との間に配設されるノイズフィル
タが大型化するという問題点があった。さらに、スイッ
チ素子74を流れるスイッチング電流I74は、図15の
(b)に示したように、第1、第2の負荷79,83へ
の出力電流で決まる電流以外に、絶えず変化する商用交
流電源61からの入力電流、すなわちインダクタ67に
蓄えられたエネルギーにより流れるインダクタ67の電
流の電流成分が重畳する。このため、制御回路84が抵
抗75から上記出力電流とインダクタ67の電流とを検
出するので、過電流の制限値L(図15の(b))を必
要以上に大きくして設定する必要があった。その結果、
過電流の制限値Lの設定精度及び過電流制御の安定性が
大きく損われ、スイッチング電源装置の回路規模が大型
化するという問題点を生じた。さらに、図15の(c)
に示したように、トランス68の制御出力巻線71を流
れる電流にも上記インダクタ67の電流の電流成分が重
畳する。このため、第1の整流平滑回路78に供給され
る出力電圧において、商用交流のリップル電圧成分が増
大した。また、第1の整流平滑回路78からの出力を制
御する制御回路84のゲインを大きくし、当該リップル
電圧成分を抑制したとき、逆に第2の整流平滑回路82
に供給される出力電圧において、リップル電圧成分が増
大するなどの問題点を生じた。尚、図15の(c)、及
び図15の(d)に示した電流の波形は、トランス68
の制御出力巻線71が、非制御出力巻線72に比べて、
1次巻線69との結合がよく非制御出力巻線72よりさ
きに電流が流れる場合を示している。すなわち、インダ
クタ67の電流がオフの期間の前半でゼロになるため、
インダクタ67の電流の電流成分は、結合が良好な制御
出力巻線71を流れる電流(図15の(c))にほとん
ど全て重畳されている。さらに、交流入力の入力電圧の
変動範囲が大きい場合、スイッチ素子74、及びダイオ
ード76,80は最大入力電圧時の印加電圧に耐え、か
つ最低入力電圧時の通過電流に耐える必要があるため、
必然的に高耐圧、大電流の素子を用いることが要求され
た。
In the first conventional switching power supply shown in FIG. 13, the current flowing from the inductor 67 to the primary winding 69 of the transformer 68 is as shown in FIG.
15 (b) and FIG. 15 (b), the peak value was large in a triangular wave shape. For this reason, a high-frequency ripple current component fed back to the input current becomes large, and the noise filter disposed between the commercial AC power supply 61 and the full-wave rectifier 62 for suppressing normal noise becomes large. there were. Further, as shown in FIG. 15B, the switching current I74 flowing through the switch element 74 is not limited to the current determined by the output currents to the first and second loads 79 and 83, and is a constantly changing commercial AC power supply. The current component of the input current from the inductor 61, that is, the current of the inductor 67 flowing due to the energy stored in the inductor 67 is superimposed. For this reason, since the control circuit 84 detects the output current and the current of the inductor 67 from the resistor 75, it is necessary to set the overcurrent limit value L (FIG. 15B) to an unnecessarily large value. Was. as a result,
The setting accuracy of the overcurrent limit value L and the stability of the overcurrent control are greatly impaired, causing a problem that the circuit scale of the switching power supply becomes large. Further, FIG.
As shown in (1), the current component of the current of the inductor 67 is also superimposed on the current flowing through the control output winding 71 of the transformer 68. Therefore, in the output voltage supplied to the first rectifying / smoothing circuit 78, the ripple voltage component of the commercial alternating current has increased. When the gain of the control circuit 84 for controlling the output from the first rectifying / smoothing circuit 78 is increased to suppress the ripple voltage component, the second rectifying / smoothing circuit 82
In the output voltage supplied to the power supply, there is a problem that a ripple voltage component is increased. The current waveforms shown in FIGS. 15C and 15D correspond to the transformer 68.
Of the control output winding 71 is compared with the non-control output winding 72.
This figure shows a case where the current flows well before the uncontrolled output winding 72 due to good coupling with the primary winding 69. That is, since the current of the inductor 67 becomes zero in the first half of the off period,
Almost all of the current component of the current of the inductor 67 is superimposed on the current ((c) in FIG. 15) flowing through the control output winding 71 with good coupling. Further, when the input voltage fluctuation range of the AC input is large, the switch element 74 and the diodes 76 and 80 need to withstand the applied voltage at the maximum input voltage and withstand the passing current at the minimum input voltage.
Inevitably, it was required to use a device with a high breakdown voltage and a large current.

【0029】図16に示した第2の従来例のスイッチン
グ電源装置においても、過電流の制限値が大きくなるこ
とによる回路規模の大型化、出力電圧での商用交流のリ
ップル電圧成分の増大、及び第1の整流平滑回路78か
らの出力を制御する制御回路84のゲインを大きくした
とき、逆に第2の整流平滑回路82に供給される出力電
圧においてリップル電圧成分が増大するなど、図13に
示した第1の従来例のスイッチング電源装置と同一の問
題点が解決されていなかった。
Also in the switching power supply of the second conventional example shown in FIG. 16, the circuit size is increased due to the increase of the limit value of the overcurrent, the ripple voltage component of the commercial AC at the output voltage is increased, and When the gain of the control circuit 84 for controlling the output from the first rectifying / smoothing circuit 78 is increased, the ripple voltage component in the output voltage supplied to the second rectifying / smoothing circuit 82 increases, as shown in FIG. The same problems as those of the first conventional switching power supply shown above have not been solved.

【0030】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、交流入力に帰還するノイ
ズと出力におけるリップル電圧成分との抑制、及び出力
の過電流の制限値の設定精度を向上できるスイッチング
電源装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and is intended to suppress noise feedback to an AC input and a ripple voltage component at an output, and to set a limit value of an output overcurrent. It is an object of the present invention to provide a switching power supply that can improve accuracy.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源は、電源側に接続された1次巻線、負荷側に接続され
た2次巻線、及び電源側に接続された第3、第4の巻線
を少なくとも有するトランス、交流電源に接続された全
波整流器の出力端子、前記全波整流器の出力端子間に設
けられ、第1のダイオード、第1のインダクタ、及び前
記第3の巻線を順次直列に接続した第1の直列接続体と
第2のダイオード、第2のインダクタ、及び前記第4の
巻線を順次直列に接続した第2の直列接続体とが並列に
接続された並列回路、一端が前記並列回路を介して全波
整流器の一方の出力端子に接続され、他端が全波整流器
の他方の出力端子に接続された平滑コンデンサ、前記1
次巻線に直列に接続され、1次巻線とともに平滑コンデ
ンサの両端に設けられたスイッチ素子、及び前記スイッ
チ素子のオン、オフ動作を制御する制御回路を備え、前
記第3、第4の巻線が、スイッチ素子がオンしたとき誘
起電圧が互いに逆方向に発生するように、1次巻線に接
続されている。このように構成することにより、第1の
インダクタと第2のインダクタの電流がスイッチ素子の
オン、オフの期間で互いに増減が逆になり、結果として
交流電源の入力電流のピーク値は小さくなる。その結
果、入力に帰還する高周波のリップル電流成分は小さく
なり、ノーマルノイズも抑制される。さらに、各インダ
クタの電流も少なくなり、過電流の制限値の設定精度及
び過電流制御の安定性を向上することができる。さら
に、スイッチ素子のオフの期間において、一方のインダ
クタに流れる電流が1次巻線にスイッチ素子のオフの期
間中流れ続ける。このため、トランスの2次巻線に伝達
される一方のインダクタの電流の電流成分がオフの期間
全体に影響し、トランス内の各巻線の結合が異なること
による出力電圧のリップル電圧成分を小さくすることが
できる。
A switching power supply according to the present invention comprises a primary winding connected to a power supply, a secondary winding connected to a load, and third and fourth power supplies connected to the power supply. A first diode, a first inductor, and a third winding provided between the output terminal of the full-wave rectifier connected to an AC power supply, the output terminal of the full-wave rectifier, and the third winding. And a second series connected body in which a first series connected body is connected in series with a second diode, a second inductor, and the fourth winding are connected in series. A smoothing capacitor having one end connected to one output terminal of the full-wave rectifier via the parallel circuit and the other end connected to the other output terminal of the full-wave rectifier;
A switching element connected in series with the next winding, provided at both ends of the smoothing capacitor together with the primary winding, and a control circuit for controlling on / off operation of the switching element; A line is connected to the primary winding such that the induced voltages are generated in opposite directions when the switch element is turned on. With this configuration, the current of the first inductor and the current of the second inductor increase and decrease in the on and off periods of the switch element, and as a result, the peak value of the input current of the AC power supply decreases. As a result, the high-frequency ripple current component that returns to the input is reduced, and normal noise is also suppressed. Further, the current of each inductor is reduced, and the setting accuracy of the overcurrent limit value and the stability of the overcurrent control can be improved. Further, during the off period of the switch element, the current flowing through one of the inductors continues to flow through the primary winding during the off period of the switch element. For this reason, the current component of the current of one inductor transmitted to the secondary winding of the transformer affects the entire OFF period, and the ripple voltage component of the output voltage due to the different coupling of each winding in the transformer is reduced. be able to.

【0032】本発明の別のスイッチング電源装置は、前
記制御回路を動作するためのバイアス電圧が、前記第
3、第4の巻線のうち、スイッチ素子がオフしたとき平
滑コンデンサの両端電圧を減ずる方向に誘起電圧が発生
する一方の巻線から供給される。このように構成するこ
とにより、制御回路へのバイアス電圧を供給するバイア
ス巻線などを設ける必要がなく、スイッチング電源装置
を小型化することができる。
In another switching power supply of the present invention, the bias voltage for operating the control circuit reduces the voltage across the smoothing capacitor when the switch element of the third and fourth windings is turned off. The induced voltage is supplied from one of the windings in which the induced voltage is generated. With this configuration, it is not necessary to provide a bias winding for supplying a bias voltage to the control circuit, and the switching power supply device can be downsized.

【0033】本発明の別のスイッチング電源装置は、前
記第3、第4の巻線の少なくとも一つの巻線とトランス
の他の巻線の少なくとも一部分の巻線とが共通である。
このように構成することにより、スイッチング電源装置
を小型化することができる。
In another switching power supply of the present invention, at least one of the third and fourth windings and at least a part of the other windings of the transformer are common.
With this configuration, the size of the switching power supply device can be reduced.

【0034】本発明の別のスイッチング電源装置は、電
源側に接続された1次巻線、負荷側に接続された2次巻
線、及び電源側に接続された第3、第4、第5、第6の
巻線を少なくとも有するトランス、交流電源に接続され
た全波整流器の出力端子、互いに加極性に結合された第
1、第2のインダクタ、互いに加極性に結合された第
3、第4のインダクタ、前記全波整流器の一方の出力端
子に接続され、第1のダイオード、前記第1のインダク
タ、及び前記第3の巻線を順次直列に接続した第1の直
列接続体と第2のダイオード、前記第3のインダクタ、
及び前記第4の巻線を順次直列に接続した第2の直列接
続体とが並列に接続された第1の並列回路、前記全波整
流器の他方の出力端子に接続され、第3のダイオード、
前記第4のインダクタ、及び前記第5の巻線を順次直列
に接続した第3の直列接続体と第4のダイオード、前記
第2のインダクタ、及び前記第6の巻線を順次直列に接
続した第4の直列接続体とが並列に接続された第2の並
列回路、直列に接続され、一端が前記第1の並列回路を
介して全波整流器の一方の出力端子に接続され、他端が
前記第2の並列回路を介して全波整流器の他方の出力端
子に接続された第1、第2の平滑コンデンサ、前記1次
巻線に直列に接続され、1次巻線とともに第1、第2の
平滑コンデンサの両端に設けられた第1のスイッチ素
子、前記第1、第2の平滑コンデンサの接続点と前記交
流電源の一端との間に接続された第2のスイッチ素子、
及び前記第1のスイッチ素子のオン、オフ動作を制御す
る制御回路を備え、前記第3、第4の巻線が第1のスイ
ッチ素子がオンしたとき誘起電圧が互いに逆方向に発生
するように、1次巻線に接続され、かつ第5、第6の巻
線が第1のスイッチ素子がオンしたとき誘起電圧が互い
に逆方向に発生するように、1次巻線に接続されてい
る。このように構成することにより、第1、第2のイン
ダクタ、もしくは第3、第4のインダクタの電流がスイ
ッチ素子のオン、オフの期間で互いに増減が逆になり、
結果として交流電源の入力電流のピーク値は小さくな
る。その結果、入力に帰還する高周波のリップル電流成
分は小さくなり、ノーマルノイズも抑制される。さら
に、各インダクタの電流も少なくなり、トランスの出力
電流で定まる検出すべき電流の電流成分により占めら
れ、過電流の制限値の設定精度及び過電流制御の安定性
を向上することができる。さらに、第1のスイッチ素子
のオフの期間において、一方の各インダクタに流れる電
流が1次巻線に第1のスイッチ素子のオフの期間中流れ
続ける。このため、トランスの2次巻線に伝達される一
方の各インダクタの電流の電流成分がオフの期間全体に
影響し、トランス内の各巻線の結合が異なることによる
出力電圧のリップル電圧成分を小さくすることができ
る。
Another switching power supply of the present invention comprises a primary winding connected to the power supply, a secondary winding connected to the load, and third, fourth, and fifth connected to the power supply. , A transformer having at least a sixth winding, an output terminal of a full-wave rectifier connected to an AC power supply, first and second inductors coupled to each other in polarities, and third and third inductors coupled to each other in polarities. A first series connected body, which is connected to the first inductor, the first inductor, and the third winding, which are connected in series to the first inductor, one output terminal of the full-wave rectifier, and the second series. A diode of the third inductor,
A first parallel circuit in which a second series connected body in which the fourth winding is sequentially connected in series is connected to the other output terminal of the full-wave rectifier; a third diode;
A third series connected body in which the fourth inductor and the fifth winding are sequentially connected in series, a fourth diode, the second inductor, and the sixth winding are sequentially connected in series. A second parallel circuit connected in parallel with a fourth series connection body, connected in series, one end connected to one output terminal of the full-wave rectifier via the first parallel circuit, and the other end connected First and second smoothing capacitors connected to the other output terminal of the full-wave rectifier via the second parallel circuit, the first and second smoothing capacitors are connected in series to the primary winding, and the first and second smoothing capacitors are connected together with the primary winding. A second switch element connected between a connection point between the first and second smoothing capacitors and one end of the AC power supply;
And a control circuit for controlling the on and off operations of the first switch element, wherein the third and fourth windings generate induced voltages in opposite directions when the first switch element is turned on. The fifth and sixth windings are connected to the primary winding such that induced voltages are generated in opposite directions when the first switch element is turned on. With this configuration, the currents of the first and second inductors or the third and fourth inductors increase and decrease in the on and off periods of the switch element, respectively.
As a result, the peak value of the input current of the AC power supply decreases. As a result, the high-frequency ripple current component that returns to the input is reduced, and normal noise is also suppressed. Further, the current of each inductor is also reduced, and is occupied by the current component of the current to be detected which is determined by the output current of the transformer, so that the setting accuracy of the overcurrent limit value and the stability of the overcurrent control can be improved. Further, during the off period of the first switch element, the current flowing through one of the inductors continues to flow through the primary winding during the off period of the first switch element. For this reason, the current component of the current of each inductor transmitted to the secondary winding of the transformer affects the entire OFF period, and the ripple voltage component of the output voltage due to the different coupling of each winding in the transformer is reduced. can do.

【0035】本発明の別のスイッチング電源装置は、前
記制御回路を動作するためのバイアス電圧が、前記第
3、第4の巻線、または第5、第6の巻線のうち、第1
のスイッチ素子がオフしたとき第1、第2の平滑コンデ
ンサの両端電圧を減ずる方向に誘起電圧が発生する一方
の巻線から供給される。このように構成することによ
り、制御回路へのバイアス電圧を供給するバイアス巻線
などを設ける必要がなく、スイッチング電源装置を小型
化することができる。
According to another switching power supply of the present invention, the bias voltage for operating the control circuit is the first or fourth winding or the fifth or sixth winding.
When the switch element is turned off, the induced voltage is supplied from one of the windings in a direction to reduce the voltage across the first and second smoothing capacitors. With this configuration, it is not necessary to provide a bias winding for supplying a bias voltage to the control circuit, and the switching power supply device can be downsized.

【0036】本発明の別のスイッチング電源装置は、前
記第3乃至第6の巻線の少なくとも一つの巻線とトラン
スの他の巻線の少なくとも一部分の巻線とが共通であ
る。このように構成することにより、スイッチング電源
装置を小型化することができる。
In another switching power supply of the present invention, at least one of the third to sixth windings and at least a part of the other windings of the transformer are common. With this configuration, the size of the switching power supply device can be reduced.

【0037】本発明の別のスイッチング電源装置は、電
源側に接続された1次巻線、負荷側に接続された2次巻
線、及び電源側に接続された第3の巻線を少なくとも有
するトランス、交流電源に接続された全波整流器の出力
端子、一端が前記全波整流器の一方の出力端子に接続さ
れ、他端が第3の巻線の一端に接続されたインダクタ、
一端が前記第3の巻線及びインダクタを介して全波整流
器の一方の出力端子に接続され、他端が全波整流器の他
方の出力端子に接続された平滑コンデンサ、前記1次巻
線に直列に接続され、1次巻線とともに平滑コンデンサ
の両端に設けられたスイッチ素子、及び前記スイッチ素
子のオン、オフ動作を制御する制御回路を備え、前記第
3の巻線が、スイッチ素子がオフしたとき誘起電圧が平
滑コンデンサの両端電圧を減ずる方向に発生するよう
に、1次巻線に接続されている。このように構成するこ
とにより、インダクタに蓄えられたエネルギーによって
当該インダクタから流れるインダクタの電流が、スイッ
チ素子のオンの期間に減少してオンの期間中にゼロにな
り、スイッチ素子を流れるインダクタの電流の電流成分
を減少することができる。その結果、スイッチ素子を流
れるスイッチング電流の大部分が、トランスの出力電流
で定まる検出すべき電流の電流成分により占められ、過
電流の制限値の設定精度及び過電流制御の安定性を向上
することができる。さらに、スイッチ素子のオフの期間
において、インダクタに流れる電流が巻線を経て1次巻
線にスイッチ素子のオフの期間中流れ続ける。このた
め、トランスの2次巻線に伝達されるインダクタの電流
の電流成分がオフの期間全体に影響し、トランス内の各
巻線の結合が異なることによる出力電圧のリップル電圧
成分を小さくすることができる。
Another switching power supply of the present invention has at least a primary winding connected to the power supply, a secondary winding connected to the load, and a third winding connected to the power supply. A transformer, an output terminal of the full-wave rectifier connected to the AC power supply, one end connected to one output terminal of the full-wave rectifier, and the other end connected to one end of the third winding;
A smoothing capacitor having one end connected to one output terminal of the full-wave rectifier via the third winding and the inductor, and the other end connected to the other output terminal of the full-wave rectifier, in series with the primary winding; A switching element provided at both ends of the smoothing capacitor together with the primary winding, and a control circuit for controlling on / off operation of the switching element, wherein the third winding has the switching element turned off. Is connected to the primary winding so that the induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage across the smoothing capacitor. With this configuration, the current of the inductor flowing from the inductor decreases due to the energy stored in the inductor and becomes zero during the ON period of the switch element, and the current of the inductor flowing through the switch element decreases. Can be reduced. As a result, the majority of the switching current flowing through the switch element is occupied by the current component of the current to be detected determined by the output current of the transformer, thereby improving the setting accuracy of the overcurrent limit value and the stability of the overcurrent control. Can be. Further, during the off period of the switch element, the current flowing through the inductor continues to flow through the winding to the primary winding during the off period of the switch element. For this reason, the current component of the inductor current transmitted to the secondary winding of the transformer affects the entire OFF period, and the ripple voltage component of the output voltage due to the different coupling of each winding in the transformer can be reduced. it can.

【0038】本発明の別のスイッチング電源装置は、前
記制御回路を動作するためのバイアス電圧が、前記第3
の巻線から供給される。このように構成することによ
り、制御回路へのバイアス電圧を供給するバイアス巻線
などを設ける必要がなく、スイッチング電源装置を小型
化することができる。
According to another switching power supply of the present invention, the bias voltage for operating the control circuit is equal to the third voltage.
Are supplied from the windings of. With this configuration, it is not necessary to provide a bias winding for supplying a bias voltage to the control circuit, and the switching power supply device can be downsized.

【0039】本発明の別のスイッチング電源装置は、前
記第3の巻線とトランスの他の巻線の少なくとも一部分
の巻線とが共通である。このように構成することによ
り、スイッチング電源装置を小型化することができる。
In another switching power supply of the present invention, the third winding and at least a part of the other windings of the transformer are common. With this configuration, the size of the switching power supply device can be reduced.

【0040】本発明の別のスイッチング電源装置は、電
源側に接続された1次巻線、負荷側に接続された2次巻
線、及び電源側に接続された第3、第4の巻線を少なく
とも有するトランス、交流電源に接続された全波整流器
の出力端子、一端が前記全波整流器の一方の出力端子に
接続され、他端が第3の巻線の一端に接続された第1の
インダクタ、一端が前記全波整流器の他方の出力端子に
接続され、他端が第4の巻線の一端に接続された第2の
インダクタ、直列に接続され、一端が前記第3の巻線及
び第1のインダクタを介して全波整流器の一方の出力端
子に接続され、他端が前記第4の巻線及び第2のインダ
クタを介して全波整流器の他方の出力端子に接続された
第1、第2の平滑コンデンサ、前記1次巻線に直列に接
続され、1次巻線とともに第1、第2の平滑コンデンサ
の両端に設けられた第1のスイッチ素子、前記第1、第
2の平滑コンデンサの接続点と前記交流電源の一端との
間に接続された第2のスイッチ素子、及び前記第1のス
イッチ素子のオン、オフ動作を制御する制御回路を備
え、前記第3、第4の巻線が、第1のスイッチ素子がオ
フしたとき誘起電圧が平滑コンデンサの両端電圧を減ず
る方向に発生するように、1次巻線に接続されている。
このように構成することにより、各インダクタに蓄えら
れたエネルギーによって各インダクタから流れる各イン
ダクタの電流が、第1のスイッチ素子のオンの期間に減
少してオンの期間中にゼロになり、第1のスイッチ素子
を流れる各インダクタの電流の電流成分を減少すること
ができる。その結果、第1のスイッチ素子を流れるスイ
ッチング電流の大部分が、トランスの出力電流で定まる
検出すべき電流の電流成分により占められ、過電流の制
限値の設定精度及び過電流制御の安定性を向上すること
ができる。さらに、第1のスイッチ素子のオフの期間に
おいて、各インダクタに流れる電流が巻線を経て1次巻
線に第1のスイッチ素子のオフの期間中流れ続ける。こ
のため、トランスの2次巻線に伝達される各インダクタ
の電流の電流成分がオフの期間全体に影響し、トランス
内の各巻線の結合が異なることによる出力電圧のリップ
ル電圧成分を小さくすることができる。
Another switching power supply of the present invention comprises a primary winding connected to the power supply, a secondary winding connected to the load, and third and fourth windings connected to the power supply. A transformer having at least an output terminal of a full-wave rectifier connected to an AC power supply, one end connected to one output terminal of the full-wave rectifier, and the other end connected to one end of a third winding. An inductor, one end connected to the other output terminal of the full-wave rectifier, the other end connected to one end of a fourth winding, connected in series, one end of the third winding, A first terminal connected to one output terminal of the full-wave rectifier via the first inductor and the other end connected to the other output terminal of the full-wave rectifier via the fourth winding and the second inductor. , A second smoothing capacitor, a primary winding connected in series with the primary winding. A first switch element provided at both ends of the first and second smoothing capacitors, and a second switch connected between a connection point of the first and second smoothing capacitors and one end of the AC power supply. And a control circuit for controlling the on / off operation of the first switch element, wherein the third and fourth windings are configured such that when the first switch element is turned off, an induced voltage is a voltage across the smoothing capacitor. Is connected to the primary winding so as to occur in the direction to reduce
With this configuration, the current of each inductor flowing from each inductor due to the energy stored in each inductor decreases during the ON period of the first switch element and becomes zero during the ON period, Current component of each inductor flowing through the switch element can be reduced. As a result, most of the switching current flowing through the first switch element is occupied by the current component of the current to be detected, which is determined by the output current of the transformer, and the setting accuracy of the overcurrent limit value and the stability of the overcurrent control are reduced. Can be improved. Further, during the off-period of the first switch element, the current flowing through each inductor continues to flow through the winding to the primary winding during the off-period of the first switch element. For this reason, the current component of the current of each inductor transmitted to the secondary winding of the transformer affects the entire OFF period, and the ripple voltage component of the output voltage due to the different coupling of each winding in the transformer is reduced. Can be.

【0041】本発明の別のスイッチング電源装置は、前
記制御回路を動作するためのバイアス電圧が、前記第
3、第4の巻線の一方の巻線から供給される。このよう
に構成することにより、制御回路へのバイアス電圧を供
給するバイアス巻線などを設ける必要がなく、スイッチ
ング電源装置を小型化することができる。
In another switching power supply of the present invention, a bias voltage for operating the control circuit is supplied from one of the third and fourth windings. With this configuration, it is not necessary to provide a bias winding for supplying a bias voltage to the control circuit, and the switching power supply device can be downsized.

【0042】本発明の別のスイッチング電源装置は、前
記第3、第4の巻線の少なくとも一つの巻線とトランス
の他の巻線の少なくとも一部分の巻線とが共通である。
このように構成することにより、スイッチング電源装置
を小型化することができる。
In another switching power supply of the present invention, at least one of the third and fourth windings and at least a part of the other windings of the transformer are common.
With this configuration, the size of the switching power supply device can be reduced.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下、本発明のスイッチング電源
装置の好ましい実施例について、図面を参照して説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the switching power supply according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0044】《第1の実施例》図1は、本発明の第1の
実施例であるスイッチング電源装置の構成を示すブロッ
ク図である。図1において、スイッチング電源装置は、
商用交流電源1、前記商用交流電源1に接続され、4つ
のダイオード3,4,5,6により構成された全波整流
器2、及び電源側に設けた1次巻線12、第3の巻線1
3及び第4の巻線14と負荷側に設けた制御出力巻線1
5及び非制御出力巻線16を有するトランス11を備え
ている。全波整流器2の出力端子間には、下記の2つの
直列接続体を並列に接続した並列回路pccと、前記並
列回路pccに直列に接続された入力平滑コンデンサ1
7が接続されている。具体的には、全波整流器2の正出
力には、第1のダイオード7、第1のインダクタ8、及
び第3の巻線13が順次直列に接続された直列接続体
と、第2のダイオード9、第2のインダクタ10、及び
第4の巻線14が順次直列に接続された直列接続体との
並列回路pccの一端が接続されている。並列回路pc
cの他端は入力平滑コンデンサ17の一端が接続され、
入力平滑コンデンサ17の他端は全波整流器2の負出力
が接続されている。入力平滑コンデンサ17の端子間に
は、直列に接続された1次巻線12、スイッチ素子1
8、及び抵抗19が接続されている。すなわち、全波整
流器2の出力端子間には、並列回路pccが接続されて
いる。第1、第2のインダクタ8,10は、スイッチン
グ電源装置での電源側のインダクタンス値の微調整を行
うものであり、トランス11の各巻線と別個に巻かれる
巻線によって構成される。また、第3、第4の巻線1
3,14は、スイッチ素子18のオン、オフ動作によ
り、それらの巻線13,14に電流が流れたとき互いに
逆方向に誘起する誘起電圧を発生するように、1次巻線
12に接続されている。具体的には、第3の巻線13
は、スイッチ素子18がオンしたとき、誘起電圧が入力
平滑コンデンサ17の両端電圧を増加する方向に発生す
るよう1次巻線12に接続されている。一方、第4の巻
線14は、スイッチ素子18がオンしたとき、誘起電圧
が入力平滑コンデンサ17の両端電圧を減ずる方向に発
生するよう1次巻線12に接続されている。これらの誘
起電圧は、スイッチ素子18がオフした場合、それぞれ
逆方向に発生する。制御出力巻線15及び非制御出力巻
線16は、いわゆる2次巻線を構成するものであり、制
御出力巻線15からの出力は当該スイッチング電源装置
の制御に利用されている。スイッチ素子18は、トラン
ス11の2次巻線(出力巻線)から負荷に出力される出
力を制御する(詳細は後述)。
<< First Embodiment >> FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the switching power supply device includes:
A commercial AC power supply 1, a full-wave rectifier 2 connected to the commercial AC power supply 1, and composed of four diodes 3, 4, 5, and 6, a primary winding 12 provided on the power supply side, and a third winding 1
Control output winding 1 provided on the load side with third and fourth windings 14
5 and a transformer 11 having an uncontrolled output winding 16. Between the output terminals of the full-wave rectifier 2, a parallel circuit pcc in which the following two series-connected bodies are connected in parallel, and an input smoothing capacitor 1 connected in series to the parallel circuit pcc
7 is connected. Specifically, the positive output of the full-wave rectifier 2 includes a series connection body in which a first diode 7, a first inductor 8, and a third winding 13 are sequentially connected in series, and a second diode One end of a parallel circuit pcc with a series-connected body in which the 9, the second inductor 10 and the fourth winding 14 are sequentially connected in series is connected. Parallel circuit pc
The other end of c is connected to one end of an input smoothing capacitor 17,
The other end of the input smoothing capacitor 17 is connected to the negative output of the full-wave rectifier 2. Between the terminals of the input smoothing capacitor 17, the primary winding 12 and the switch element 1 connected in series are connected.
8 and a resistor 19 are connected. That is, the parallel circuit pcc is connected between the output terminals of the full-wave rectifier 2. The first and second inductors 8 and 10 finely adjust the inductance value on the power supply side in the switching power supply device, and are configured by windings that are wound separately from the windings of the transformer 11. Further, the third and fourth windings 1
3 and 14 are connected to the primary winding 12 so as to generate induced voltages which are induced in opposite directions when a current flows through the windings 13 and 14 by the on / off operation of the switch element 18. ing. Specifically, the third winding 13
Is connected to the primary winding 12 such that when the switch element 18 is turned on, an induced voltage is generated in a direction to increase the voltage across the input smoothing capacitor 17. On the other hand, the fourth winding 14 is connected to the primary winding 12 so that when the switch element 18 is turned on, an induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage across the input smoothing capacitor 17. These induced voltages are generated in opposite directions when the switch element 18 is turned off. The control output winding 15 and the non-control output winding 16 constitute a so-called secondary winding, and the output from the control output winding 15 is used for controlling the switching power supply. The switch element 18 controls an output output from a secondary winding (output winding) of the transformer 11 to a load (details will be described later).

【0045】制御出力巻線15の両端には、ダイオード
20、及びコンデンサ21により構成された第1の整流
平滑回路22が接続されている。第1の整流平滑回路2
2の出力端子間には、第1の負荷23が接続され、直流
の出力電圧が供給される。同様に、非制御出力巻線16
の両端には、ダイオード24、及びコンデンサ25によ
り構成された第2の整流平滑回路26が接続されてい
る。第2の整流平滑回路26の出力端子間には、第2の
負荷27が接続され、直流の出力電圧が供給される。制
御回路28は、第1の負荷23への出力電圧を検出し、
当該出力電圧が一定の電圧となるよう上述のスイッチ素
子18のオンとオフの時比率を変化させる。さらに、制
御回路28は、スイッチ素子18を流れるスイッチング
電流を抵抗19を用いて検出することにより、第1、第
2の負荷23,27への各電流の過電流状態を検出す
る。検出したスイッチング電流値が予め設定された過電
流の制限値を越えたとき、制御回路28はスイッチ素子
18のオンとオフの時比率を変化させ過電流を抑制、制
限する。
A first rectifying / smoothing circuit 22 composed of a diode 20 and a capacitor 21 is connected to both ends of the control output winding 15. First rectifying and smoothing circuit 2
A first load 23 is connected between the two output terminals, and a DC output voltage is supplied. Similarly, the uncontrolled output winding 16
Is connected to a second rectifying / smoothing circuit 26 composed of a diode 24 and a capacitor 25. A second load 27 is connected between the output terminals of the second rectifying / smoothing circuit 26 to supply a DC output voltage. The control circuit 28 detects an output voltage to the first load 23,
The on / off ratio of the switch element 18 is changed so that the output voltage becomes a constant voltage. Further, the control circuit 28 detects an overcurrent state of each current to the first and second loads 23 and 27 by detecting the switching current flowing through the switch element 18 using the resistor 19. When the detected switching current value exceeds a preset limit value of the overcurrent, the control circuit 28 changes the on / off ratio of the switch element 18 to suppress and limit the overcurrent.

【0046】本実施例のスイッチング電源装置の動作
は、商用交流電源1からの交流入力を全波整流器2によ
り整流し、第1、第2のダイオード7,9、第1、第2
のインダクタ8,10、及びトランス11の第3、第4
の巻線13,14により構成された並列回路を経て入力
平滑コンデンサ17に出力してリップル電圧成分の少な
い直流に平滑する。その後、交流入力の商用交流周波数
より高い周波数を用いて、スイッチ素子18をオン、オ
フさせることにより、トランス11の1次巻線12に交
流電圧を印加する。そして、トランス11の制御出力巻
線15及び非制御出力巻線16に誘起した誘起電圧を第
1及び第2の整流平滑回路22,26にそれぞれ出力し
整流平滑した後、直流の出力電圧として第1及び第2の
負荷23,27にそれぞれ供給する基本動作を行う。
The operation of the switching power supply of this embodiment is as follows. The AC input from the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2, and the first and second diodes 7, 9 and the first and second diodes are used.
Inductors 8 and 10 and third and fourth transformers 11
Is output to an input smoothing capacitor 17 through a parallel circuit constituted by the windings 13 and 14, and is smoothed to a DC having a small ripple voltage component. Thereafter, the switching element 18 is turned on and off using a frequency higher than the commercial AC frequency of the AC input, thereby applying an AC voltage to the primary winding 12 of the transformer 11. Then, the induced voltages induced in the control output winding 15 and the non-control output winding 16 of the transformer 11 are output to the first and second rectifying / smoothing circuits 22 and 26, respectively, and rectified and smoothed. The basic operation for supplying the first and second loads 23 and 27 is performed.

【0047】次に、本実施例のスイッチング電源装置の
動作時での各部の電圧波形及び電流波形を図2に示す。
尚、図2の(a)、(b)、(c)、(d)、及び
(e)において、横軸は時間軸である。図2の(a)に
おいて、V2は商用交流電源1(図1)の交流入力を全
波整流器2(図1)により整流した後の電圧の波形を示
し、V10は第4の巻線14の誘起電圧V14(図1)と入
力平滑コンデンサ17(図1)の両端電圧V17とが加算
された波形を示している。さらに、点線にて示すV8は
第3の巻線13の誘起電圧V13(図1)と入力平滑コン
デンサ17の両端電圧V17とが加算された波形を示して
いる。図2の(b)に示すI2は、全波整流器2から出
力される電流の波形を示している。この電流I2は、直
列に接続された第2のインダクタ10と第4の巻線14
に流れる電流I10(図2の(c)の実線にて図示)と、
直列に接続された第1のインダクタ8と第3の巻線13
に流れる電流I8(図2の(c)の点線にて図示)との
和である。図2の(d)に示すI12は、電流I8,I10
が第3、第4の巻線13,14にそれぞれ流れたことに
より、1次巻線12に流れる電流の波形を示している。
図2の(e)に示す(I15+I16)は、電流I8,I10
が第3、第4の巻線13,14にそれぞれ流れた結果に
対応して、制御出力巻線15(図1)及び非制御出力巻
線16(図1)に流れる電流の合成波形を示している。
Next, FIG. 2 shows the voltage waveform and the current waveform of each part during the operation of the switching power supply of this embodiment.
In FIGS. 2A, 2B, 2C, 2D, and 2E, the horizontal axis is the time axis. In FIG. 2A, V2 indicates a voltage waveform after the AC input of the commercial AC power supply 1 (FIG. 1) is rectified by the full-wave rectifier 2 (FIG. 1). The waveform shows the sum of the induced voltage V14 (FIG. 1) and the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17 (FIG. 1). V8 indicated by a dotted line indicates a waveform obtained by adding the induced voltage V13 of the third winding 13 (FIG. 1) and the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17. I2 shown in FIG. 2B indicates the waveform of the current output from the full-wave rectifier 2. This current I2 is generated by the second inductor 10 and the fourth winding 14 connected in series.
And a current I10 flowing through the line (shown by a solid line in FIG.
First inductor 8 and third winding 13 connected in series
2 (shown by a dotted line in FIG. 2C). Id shown in FIG. 2D is the current I8, I10
Shows the waveform of the current flowing through the primary winding 12 due to the fact that the current flows through the third and fourth windings 13 and 14, respectively.
(E15 + I16) shown in FIG.
Shows the composite waveform of the current flowing through the control output winding 15 (FIG. 1) and the non-control output winding 16 (FIG. 1), corresponding to the results flowing through the third and fourth windings 13 and 14, respectively. ing.

【0048】本実施例のスイッチング電源装置が、商用
交流電源1より全波整流器2に流れ込む入力電流の導通
角を広げ高力率化する動作について、第1のダイオード
7、第1のインダクタ8、及び第3の巻線13からなる
直列接続体の動作と、第2のダイオード9、第2のイン
ダクタ10、及び第4の巻線14からなる直列接続体の
動作とに分けて具体的に説明する。まず、第2のダイオ
ード9、第2のインダクタ10、及び第4の巻線14か
らなる直列接続体の動作について説明する。スイッチ素
子18がオンすると、トランス11の第4の巻線14に
は、1次巻線12の巻線数N12と第4の巻線14の巻線
数N14との巻数比N1に、入力平滑コンデンサ17の両
端電圧V17を乗算した誘起電圧V14が発生する。これら
の巻数比N1、及び誘起電圧V14は、下記の(1)式、
及び(2)式によりそれぞれ算出される。
The operation of the switching power supply device of the present embodiment for increasing the conduction angle of the input current flowing from the commercial AC power supply 1 to the full-wave rectifier 2 and increasing the power factor is described below with reference to the first diode 7, the first inductor 8, And the operation of a series-connected body composed of the second diode 9, the second inductor 10, and the fourth winding 14 will be specifically described. I do. First, the operation of the series-connected body including the second diode 9, the second inductor 10, and the fourth winding 14 will be described. When the switch element 18 is turned on, the fourth winding 14 of the transformer 11 has an input smoothing ratio N1 between the number of turns N12 of the primary winding 12 and the number of turns N14 of the fourth winding 14. An induced voltage V14 multiplied by the voltage V17 across the capacitor 17 is generated. These turns ratio N1 and induced voltage V14 are calculated by the following equation (1).
And (2).

【0049】 N1 = N14/N12 −−−(1) V14 = V17×N1 −−−(2)N1 = N14 / N12 (1) V14 = V17 × N1 (2)

【0050】この第4の巻線14の誘起電圧V14は、第
2のインダクタ10からみて入力平滑コンデンサ17の
両端電圧V17を減ずる方向に発生する。また、誘起電圧
V13は、商用交流電源1の交流入力を全波整流器2によ
り整流した後の電圧V2よりも低い電圧である。このた
め、第2のインダクタ10には、下記の(3)式に示す
電流I10が第4の巻線14の方向に流れて商用交流電源
1のエネルギーが蓄積される。尚、(3)式において、
L10は第2のインダクタ10のインダクタンス値であ
り、TONはスイッチ素子18をオンするオン時間を示し
ている。
The induced voltage V 14 of the fourth winding 14 is generated in a direction in which the voltage V 17 across the input smoothing capacitor 17 is reduced as viewed from the second inductor 10. The induced voltage V13 is a voltage lower than the voltage V2 after the AC input of the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2. Therefore, the current I10 shown in the following equation (3) flows in the direction of the fourth winding 14 in the second inductor 10, and the energy of the commercial AC power supply 1 is accumulated. Note that in equation (3),
L10 is the inductance value of the second inductor 10, and TON indicates the on-time during which the switch element 18 is turned on.

【0051】 I10 = (V2−V17+V14)×TON/L10 −−−(3)I10 = (V2−V17 + V14) × TON / L10 (3)

【0052】また、スイッチ素子18及び抵抗19に
は、電流I10が第2のインダクタ10から第4の巻線1
4に流れたことにより、その結果として、電流がトラン
ス11の1次巻線12を介して流れ込む。
The switch element 18 and the resistor 19 supply a current I10 from the second inductor 10 to the fourth winding 1.
As a result, the current flows through the primary winding 12 of the transformer 11.

【0053】スイッチ素子18がオフすると、第4の巻
線14に発生する誘起電圧V14は、反転して入力平滑コ
ンデンサ17の両端電圧V17に加算され、商用交流電源
1の交流入力を全波整流器2により整流した後の電圧V
2よりも高くなる。しかしながら、第2のインダクタ1
0に蓄積されたエネルギーにより電流(以下、第2のイ
ンダクタ10の電流という)は流れ続け、第2のインダ
クタ10の電流が第4の巻線14を介して入力平滑コン
デンサ17に流れ込む。また、第2のインダクタ10の
電流が第4の巻線14に流れ、その結果として1次巻線
12に電流が流れたことにより、トランス11の制御出
力巻線15と非制御出力巻線16を介して、第1、第2
の整流平滑回路22,26から第1、第2の負荷23,
27に出力電流がそれぞれ流れる。この際、上述したよ
うに、第1の負荷23に与えられる出力電圧は、スイッ
チ素子18を制御するために、制御回路28により検出
される。第2のインダクタ10に蓄積されたエネルギー
が全て放出され、第2のインダクタ10の電流がゼロに
なると、入力平滑コンデンサ17の両端電圧V17に第4
の巻線14に生じる誘起電圧V14が加算されているた
め、商用交流電源1の交流入力の電圧より高い電圧とな
る。しかしながら、商用交流電源1に帰還しようとする
電流は、第2のダイオード9により阻止される。
When the switch element 18 is turned off, the induced voltage V14 generated in the fourth winding 14 is inverted and added to the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17, and the AC input of the commercial AC power supply 1 is connected to a full-wave rectifier. 2 after rectification by V
Higher than 2. However, the second inductor 1
A current (hereinafter, referred to as a current of the second inductor 10) continues to flow due to the energy stored in 0, and a current of the second inductor 10 flows into the input smoothing capacitor 17 via the fourth winding 14. Also, the current of the second inductor 10 flows through the fourth winding 14, and as a result, the current flows through the primary winding 12, so that the control output winding 15 and the non-control output winding 16 Through the first and second
From the rectifying and smoothing circuits 22, 26 of the first and second loads 23,
Output currents respectively flow through 27. At this time, as described above, the output voltage applied to the first load 23 is detected by the control circuit 28 in order to control the switch element 18. When all the energy stored in the second inductor 10 is released and the current of the second inductor 10 becomes zero, the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17 becomes the fourth voltage V17.
Since the induced voltage V14 generated in the winding 14 is added, the voltage becomes higher than the AC input voltage of the commercial AC power supply 1. However, the current that is going to return to the commercial AC power supply 1 is blocked by the second diode 9.

【0054】次に、第1のダイオード7、第1のインダ
クタ8、及び第3の巻線13からなる直列接続体の動作
について説明する。スイッチ素子18がオフすると、ト
ランス11の第3の巻線13には、制御出力巻線15の
巻線数N15と第3の巻線13の巻線数N13との巻数比N
2に、第1の整流平滑回路22への出力電圧V22を乗算
した誘起電圧V13が発生する。これらの巻数比N2、及
び誘起電圧V13は、下記の(4)式、及び(5)式によ
りそれぞれ算出される。
Next, the operation of the series connection composed of the first diode 7, the first inductor 8, and the third winding 13 will be described. When the switch element 18 is turned off, the third winding 13 of the transformer 11 has a turn ratio N15 between the number N15 of the control output winding 15 and the number N13 of the third winding 13.
2 is multiplied by the output voltage V22 to the first rectifying / smoothing circuit 22 to generate an induced voltage V13. These turns ratio N2 and induced voltage V13 are calculated by the following equations (4) and (5), respectively.

【0055】 N2 = N13/N15 −−−(4) V13 = V22×N2 −−−(5)N2 = N13 / N15 (4) V13 = V22 × N2 (5)

【0056】この第3の巻線13の誘起電圧V13は、第
1のインダクタ8からみて入力平滑コンデンサ17の両
端電圧V17を減ずる方向に発生する。また、誘起電圧V
13は、商用交流電源1の交流入力を全波整流器2により
整流した後の電圧V2よりも低い電圧である。このた
め、第1のインダクタ8には、下記の(6)式に示す電
流I8が第3の巻線13の方向に流れて商用交流電源1
のエネルギーが蓄積される。尚、(6)式において、L
8は第1のインダクタ8のインダクタンス値であり、TO
FFはスイッチ素子18をオフするオフ時間を示してい
る。
The induced voltage V13 of the third winding 13 is generated in such a direction as to reduce the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17 as viewed from the first inductor 8. Also, the induced voltage V
Reference numeral 13 denotes a voltage lower than the voltage V2 after the AC input of the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2. Therefore, a current I8 expressed by the following equation (6) flows through the first inductor 8 in the direction of the third winding 13 so that the commercial AC power supply 1
Energy is stored. Note that, in equation (6), L
8 is the inductance value of the first inductor 8, and TO
FF indicates an off time during which the switch element 18 is turned off.

【0057】 I8 = (V2−V17+V13)×TOFF/L8 −−−(6)I8 = (V2−V17 + V13) × TOFF / L8 (6)

【0058】また、電流I8が第1のインダクタ8から
第3の巻線13に流れたことにより、その結果として、
制御出力巻線15、及び非制御出力巻線16から第1、
及び第2の整流平滑回路22,26を介して第1、及び
第2の負荷23,27にそれぞれ供給される電流は減少
する。しかしながら、第1の負荷23への出力電圧は、
制御回路28によるスイッチ素子18のオン、オフの動
作により一定の電圧となるよう制御される。
Further, the current I8 flows from the first inductor 8 to the third winding 13, and as a result,
The first from the control output winding 15 and the non-control output winding 16
The currents supplied to the first and second loads 23 and 27 via the rectifying and smoothing circuits 22 and 26, respectively, decrease. However, the output voltage to the first load 23 is
The ON / OFF operation of the switch element 18 by the control circuit 28 is controlled to a constant voltage.

【0059】スイッチ素子18がオンすると、第3の巻
線13に発生する誘起電圧V13は、反転して入力平滑コ
ンデンサ17の両端電圧V17に加算され、商用交流電源
1の交流入力を全波整流器2により整流した後の電圧V
2よりも高くなる。しかしながら、第1のインダクタ8
に蓄積されたエネルギーにより電流(以下、第1のイン
ダクタ8の電流という)は流れ続け、第1のインダクタ
8の電流が第3の巻線13を介して入力平滑コンデンサ
17に流れ込む。また、電流I8が第1のインダクタ8
から第3の巻線13に流れたことにより、その結果とし
て、1次巻線12を介してスイッチ素子18及び抵抗1
9に流れる電流は減少する。第1のインダクタ8に蓄積
されたエネルギーが全て放出され、第1のインダクタ8
の電流がゼロになると、入力平滑コンデンサ17の両端
電圧V17に第3の巻線13に生じる誘起電圧V13が加算
されているため、商用交流電源1の交流入力の電圧より
高い電圧となる。しかしながら、商用交流電源1に帰還
しようとする電流は、第1のダイオード7により阻止さ
れる。
When the switching element 18 is turned on, the induced voltage V13 generated in the third winding 13 is inverted and added to the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17, so that the AC input of the commercial AC power supply 1 is full-wave rectified. 2 after rectification by V
Higher than 2. However, the first inductor 8
(Hereinafter, referred to as the current of the first inductor 8) continues to flow due to the energy stored in the first inductor 8, and the current of the first inductor 8 flows into the input smoothing capacitor 17 via the third winding 13. Also, the current I8 is the first inductor 8
To the third winding 13, and as a result, the switching element 18 and the resistor 1 via the primary winding 12.
The current flowing through 9 decreases. All the energy stored in the first inductor 8 is released, and the first inductor 8
Is zero, the induced voltage V13 generated in the third winding 13 is added to the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17, so that the voltage becomes higher than the AC input voltage of the commercial AC power supply 1. However, the current that is going to return to the commercial AC power supply 1 is blocked by the first diode 7.

【0060】以上のように、第1、第2のインダクタ
8,10に流れる電流は、スイッチ素子18のオン、オ
フ動作によって増減が互いに逆となり、商用交流電源1
より全波整流器2に流れる入力電流は図2の(b)に示
す電流I2の波形のようにピーク電流の少ない連続した
電流となる。
As described above, the currents flowing through the first and second inductors 8 and 10 increase and decrease in opposite directions due to the ON and OFF operations of the switch element 18, and the commercial AC power supply 1
The input current flowing through the full-wave rectifier 2 is a continuous current having a small peak current as shown by the waveform of the current I2 shown in FIG.

【0061】図3は、図1に示す第1の実施例のスイッ
チング電源装置の動作時での各部の電流波形を示す波形
図である。尚、図3の(a)、(b)、(c)、及び
(d)において、横軸は時間軸である。また、図3の”
F”にて示す期間は、商用交流電源1の交流入力がゼロ
電圧付近である期間を示し、”G”にて示す期間は、前
記交流入力がピーク電圧付近である期間を示している。
図3の(a)において、実線で示すI10は第2のインダ
クタ10の電流の波形を示し、点線で示すI8は第1の
インダクタ8の電流の波形を示している。図3の(b)
に示すI18は、スイッチ素子18を流れるスイッチング
電流の波形を示している。また、2点鎖線にて示すA
は、制御回路28に予め設定される過電流の制限値を示
している。スイッチング電流I18が、この過電流の制限
値Aを超えたとき、制御回路28は第1の負荷23に供
給される出力電流が過電流であるとしてスイッチ素子1
8をオフする。さらに、斜線部Bは、スイッチング電流
I18のうち、第2のインダクタ10に蓄えられたエネル
ギーによって第2のインダクタ10から1次巻線12及
びスイッチ素子18に伝達される第2のインダクタ10
の電流の電流成分を示している。また、斜線部Cは、ス
イッチング電流I18のうち、第1のインダクタ8に蓄え
られたエネルギーによって第1のインダクタ8から1次
巻線12及びスイッチ素子18に伝達される第1のイン
ダクタ8の電流の電流成分を示している。図3の(c)
に示すI15は、トランス11の制御出力巻線15を流れ
る電流の波形を示している。また、斜線部Dは、第2の
インダクタ10に蓄えられたエネルギーによって、第2
のインダクタ10から1次巻線12に電流が流れたこと
により、制御出力巻線15に伝達される第2のインダク
タ10の電流の電流成分を示し、斜線部Eは、第1のイ
ンダクタ8に蓄えられたエネルギーによって、第1のイ
ンダクタ8から1次巻線12に電流が流れたことによ
り、制御出力巻線15に伝達される第1のインダクタ8
の電流の電流成分を示している。図3の(d)に示すI
16は、トランス11の非制御出力巻線16を流れる電流
の波形を示し、斜線部E’は、第1のインダクタ8に蓄
えられたエネルギーによって、第1のインダクタ8から
1次巻線12に電流が流れたことにより、非制御出力巻
線16に伝達される第1のインダクタ8の電流の電流成
分を示している。
FIG. 3 is a waveform diagram showing current waveforms at various parts during operation of the switching power supply of the first embodiment shown in FIG. In FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D, the horizontal axis is the time axis. In addition, FIG.
A period indicated by “F” indicates a period in which the AC input of the commercial AC power supply 1 is near zero voltage, and a period indicated by “G” indicates a period in which the AC input is near the peak voltage.
In FIG. 3A, I10 indicated by a solid line indicates a current waveform of the second inductor 10, and I8 indicated by a dotted line indicates a current waveform of the first inductor 8. FIG. 3 (b)
I18 shown in FIG. 9 indicates the waveform of the switching current flowing through the switch element 18. A shown by a two-dot chain line
Indicates a limit value of the overcurrent set in the control circuit 28 in advance. When the switching current I18 exceeds the overcurrent limit value A, the control circuit 28 determines that the output current supplied to the first load 23 is an overcurrent, and
Turn 8 off. Further, the hatched portion B indicates the second inductor 10 transmitted from the second inductor 10 to the primary winding 12 and the switch element 18 by the energy stored in the second inductor 10 of the switching current I18.
Shows the current component of the current. The hatched portion C indicates the current of the first inductor 8 which is transmitted from the first inductor 8 to the primary winding 12 and the switch element 18 by the energy stored in the first inductor 8 in the switching current I18. Of the current component of FIG. FIG. 3 (c)
I15 shown in FIG. 9 indicates a waveform of a current flowing through the control output winding 15 of the transformer 11. Further, the hatched portion D is caused by the energy stored in the second inductor 10,
The current component of the current of the second inductor 10 transmitted to the control output winding 15 due to the current flowing from the inductor 10 to the primary winding 12 indicates the current component of the second inductor 10. A current flows from the first inductor 8 to the primary winding 12 by the stored energy, so that the first inductor 8 is transmitted to the control output winding 15.
Shows the current component of the current. I shown in FIG.
16 shows a waveform of a current flowing through the non-control output winding 16 of the transformer 11, and a hatched portion E ′ is generated from the first inductor 8 to the primary winding 12 by the energy stored in the first inductor 8. The current component of the current of the first inductor 8 transmitted to the non-control output winding 16 due to the flow of the current is shown.

【0062】以上のように、本実施例のスイッチング電
源装置では、商用交流電源1からのエネルギーが第1、
第2のインダクタ8,10に蓄えられ、蓄えられたエネ
ルギーによって流れる電流が交流入力に重畳している。
このことにより、商用交流電源1の入力電流の導通角を
広げ、高力率にすることができる。さらに、第2のイン
ダクタ10の電流はスイッチ素子18がオンの期間に増
加しオフの期間に減少し、逆に第1のインダクタ8の電
流はスイッチ素子18がオンの期間に減少しオフの期間
に増加する。このため、図2の電流波形I2に示したよ
うに、商用交流電源1からの入力電流は結果的に連続し
て流れ、そのピーク電流値が大幅に小さくなる。このこ
とにより、ノーマルノイズ抑制のために商用交流電源1
と全波整流器2との間に配設されるノイズフィルタを小
型化することができる。また、上記入力電流は第1、第
2のインダクタ8,10に分かれて流れるため、各イン
ダクタ8,10が分担する電流値が小さくなる。このた
め、第1、第2のインダクタ8,10の各インダクタン
ス値を大きく設定でき、大出力化を容易に行うことがで
きる。さらに、第2のインダクタ10の電流の減少によ
り、図3の(b)に示したように、スイッチ素子18の
オンの期間内では、1次巻線12を流れる電流に重畳さ
れる第2のインダクタ10の電流の電流成分Bも小さく
なる。その結果、抵抗19により検出されるスイッチン
グ電流の大部分が、第1、第2の負荷23,27への出
力電流で定まる検出すべき電流の電流成分により占めら
れ、過電流の制限値Aの設定精度及び過電流制御の安定
性を向上することができる。さらに、スイッチ素子18
のオフの期間において、第1、第2のインダクタ8,1
0に流れる電流の増減が互いに逆であるため、制御出力
巻線15及び非制御出力巻線16に伝達される電流成分
が打ち消されて小さくなる。このことにより、出力電圧
での商用交流のリップル電圧成分を少なくすることがで
きる。また、第1のインダクタ8の電流は、スイッチ素
子18のオフの期間中、第3の巻線13を経て制御出力
巻線15及び非制御出力巻線16に流れ続ける。このた
め、トランス11の制御出力巻線15と非制御出力巻線
16に伝達される第1のインダクタ8の電流の電流成分
がオフの期間全体に影響し、第1の負荷23への出力電
圧と第2の負荷27への出力電圧に発生する商用交流の
リップル電圧も両方に発生し、制御回路28のゲインを
大きくして商用交流のリップル電圧を抑制しても、両方
の出力電圧の商用交流のリップル電圧を同時に小さくす
ることができる。
As described above, in the switching power supply of this embodiment, the energy from the commercial AC power
The current stored in the second inductors 8, 10 and flowing by the stored energy is superimposed on the AC input.
As a result, the conduction angle of the input current of the commercial AC power supply 1 can be widened and the power factor can be increased. Further, the current of the second inductor 10 increases while the switch element 18 is on and decreases during the off period, and conversely, the current of the first inductor 8 decreases while the switch element 18 is on and the off period To increase. Therefore, as shown by the current waveform I2 in FIG. 2, the input current from the commercial AC power supply 1 flows continuously as a result, and the peak current value is greatly reduced. As a result, the commercial AC power supply 1
The noise filter disposed between the power supply and the full-wave rectifier 2 can be downsized. In addition, since the input current flows separately to the first and second inductors 8 and 10, the current value shared by the inductors 8 and 10 is reduced. For this reason, each inductance value of the first and second inductors 8 and 10 can be set large, and large output can be easily performed. Further, due to the decrease in the current of the second inductor 10, as shown in FIG. 3B, the second current superimposed on the current flowing through the primary winding 12 during the ON period of the switch element 18. The current component B of the current of the inductor 10 also decreases. As a result, most of the switching current detected by the resistor 19 is occupied by the current component of the current to be detected, which is determined by the output current to the first and second loads 23 and 27, and the overcurrent limit value A The setting accuracy and the stability of the overcurrent control can be improved. Further, the switch element 18
During the off period of the first and second inductors 8, 1
Since the increase and decrease of the current flowing through 0 are opposite to each other, the current components transmitted to the control output winding 15 and the non-control output winding 16 are canceled out and reduced. As a result, the ripple voltage component of the commercial AC at the output voltage can be reduced. Further, the current of the first inductor 8 continues to flow through the third winding 13 to the control output winding 15 and the non-control output winding 16 while the switch element 18 is off. Therefore, the current component of the current of the first inductor 8 transmitted to the control output winding 15 and the non-control output winding 16 of the transformer 11 affects the entire off period, and the output voltage to the first load 23 is reduced. And the ripple voltage of the commercial AC generated in the output voltage to the second load 27 is also generated in both, and even if the gain of the control circuit 28 is increased to suppress the ripple voltage of the commercial AC, The AC ripple voltage can be reduced at the same time.

【0063】《第2の実施例》図4は、本発明の第2の
実施例であるスイッチング電源装置の構成を示すブロッ
ク図である。この実施例では、スイッチング電源装置の
構成において、1次巻線に入力電圧を印加する入力平滑
コンデンサを直列に接続された2つのコンデンサにより
構成し、これらのコンデンサの接続点と全波整流器の直
列に接続された2つのダイオードの接続点との間に交流
入力の整流回路を切り替えるスイッチ素子を設けた。さ
らに、トランスの電源側に第5の巻線及び第6の巻線を
設け、第5、第6の各巻線にインダクタ部の巻線とダイ
オードを直列に接続した2つの直列接続体により並列回
路pcc’を形成し、当該並列回路pcc’を全波整流
器の負出力に接続した。それ以外の各部は、第1の実施
例のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略
する。図4に示すように、トランス29の電源側には、
第5の巻線30、及び第6の巻線31が設けられてい
る。これらの第5、第6の巻線30,31は、スイッチ
素子18のオン、オフ動作により、それらの巻線30,
31に電流が流れたとき互いに逆方向に誘起する誘起電
圧を発生するように、1次巻線12に接続されている。
具体的には、第5の巻線30は、スイッチ素子18がオ
ンしたとき、誘起電圧が後述の入力平滑コンデンサ41
の両端電圧を増加する方向に発生するよう1次巻線12
に接続されている。一方、第6の巻線31は、スイッチ
素子18がオンしたとき、誘起電圧が入力平滑コンデン
サ41の両端電圧を減ずる方向に発生するよう1次巻線
12に接続されている。これらの誘起電圧は、スイッチ
素子18がオフした場合、それぞれ逆方向に発生する。
図1に示した第1、第2のインダクタ8,10の代わり
に、第1、第2のインダクタ部32,35がそれぞれ設
けられている。第1のインダクタ部32は2つの巻線3
3,34により構成されている。これらの巻線33,3
4は、互いに流れる電流によって第1のインダクタ部3
2を同一方向に励磁するよう誘導的に結合(加極性に結
合)されている。同様に、第2のインダクタ部35は2
つの巻線36,37により構成されている。これらの巻
線36,37は、互いに流れる電流によって第2のイン
ダクタ部35を同一方向に励磁するよう誘導的に結合
(加極性に結合)されている。尚、巻線34,37は、
図1に示した第1,第2のインダクタ8,10と同一の
機能を有するものである。
<< Second Embodiment >> FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the switching power supply device, an input smoothing capacitor for applying an input voltage to the primary winding is constituted by two capacitors connected in series, and a connection point of these capacitors and a series connection of a full-wave rectifier are provided. A switch element for switching the rectifier circuit of the AC input is provided between the connection point of the two diodes connected to the switch. Further, a fifth winding and a sixth winding are provided on the power supply side of the transformer, and the fifth and sixth windings are connected in series with two series-connected bodies in which a winding of an inductor part and a diode are connected in series. pcc 'was formed, and the parallel circuit pcc' was connected to the negative output of the full-wave rectifier. The other parts are the same as those of the first embodiment, and the duplicated description thereof will be omitted. As shown in FIG. 4, on the power supply side of the transformer 29,
A fifth winding 30 and a sixth winding 31 are provided. These fifth and sixth windings 30 and 31 are turned on and off by the switching element 18, respectively.
It is connected to the primary winding 12 so as to generate induced voltages that are induced in opposite directions when a current flows through 31.
Specifically, when the switch element 18 is turned on, the fifth winding 30 causes the induced voltage to change to an input smoothing capacitor 41 described later.
Of the primary winding 12 so as to be generated in a direction to increase the voltage between both ends.
It is connected to the. On the other hand, the sixth winding 31 is connected to the primary winding 12 such that when the switch element 18 is turned on, an induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage across the input smoothing capacitor 41. These induced voltages are generated in opposite directions when the switch element 18 is turned off.
Instead of the first and second inductors 8 and 10 shown in FIG. 1, first and second inductor units 32 and 35 are provided, respectively. The first inductor section 32 includes two windings 3
3, 34. These windings 33, 3
4 is a first inductor unit 3 which is driven by currents flowing through each other.
2 are inductively coupled (coupled to polarities) so as to excite them in the same direction. Similarly, the second inductor section 35
It is constituted by two windings 36 and 37. These windings 36 and 37 are inductively coupled (coupled to polarities) so as to excite the second inductor section 35 in the same direction by currents flowing through each other. The windings 34 and 37 are
It has the same function as the first and second inductors 8 and 10 shown in FIG.

【0064】全波整流器2の正出力には、第1のダイオ
ード7、第1のインダクタ部32の巻線34、及び第3
の巻線13が順次直列に接続された直列接続体と、第2
のダイオード9、第2のインダクタ部35の巻線37、
及び第4の巻線14が順次直列に接続された直列接続体
との並列回路pccの一端が接続されている。同様に、
全波整流器2の負出力には、第3のダイオード38、第
1のインダクタ部32の巻線33、及び第5の巻線30
が順次直列に接続された直列接続体と、第4のダイオー
ド39、第2のインダクタ部35の巻線36、及び第6
の巻線31が順次直列に接続された直列接続体との並列
回路pcc’の一端が接続されている。これら2つの並
列回路pcc,pcc’の他端間には、図1に示した入
力平滑コンデンサ17の代わりに、直列に接続された2
つの入力平滑コンデンサ40,41が接続されている。
スイッチ素子42が、ダイオード5,6の接続点と入力
平滑コンデンサ40,41との接続点との間に接続され
ている。このスイッチ素子42は、交流入力の全波整流
と倍電圧整流との切り替えに使用される。すなわち、交
流入力の入力電圧が低い場合、交流入力の倍電圧整流を
行うために、スイッチ素子42はオンされる。交流入力
の入力電圧が高い場合、交流入力の全波整流を行うため
に、スイッチ素子42はオフされる。
The positive output of the full-wave rectifier 2 includes the first diode 7, the winding 34 of the first inductor 32, and the third
A series connection body in which windings 13 of
, The winding 37 of the second inductor part 35,
One end of a parallel circuit pcc is connected to a series connection body in which the fourth winding 14 is sequentially connected in series. Similarly,
The negative output of the full-wave rectifier 2 includes a third diode 38, a winding 33 of the first inductor 32, and a fifth winding 30.
Are serially connected in series, the fourth diode 39, the winding 36 of the second inductor unit 35, and the sixth
Is connected to one end of a parallel circuit pcc 'with a serially connected body in which the windings 31 are sequentially connected in series. Between the other ends of these two parallel circuits pcc and pcc ', instead of the input smoothing capacitor 17 shown in FIG.
Two input smoothing capacitors 40 and 41 are connected.
A switch element 42 is connected between a connection point between the diodes 5 and 6 and a connection point between the input smoothing capacitors 40 and 41. The switch element 42 is used for switching between full-wave rectification and double voltage rectification of AC input. That is, when the input voltage of the AC input is low, the switch element 42 is turned on to perform voltage doubler rectification of the AC input. When the input voltage of the AC input is high, the switch element 42 is turned off to perform full-wave rectification of the AC input.

【0065】本実施例のスイッチング電源装置の動作
は、商用交流電源1からの入力電圧が高い場合、スイッ
チ素子42はオフされて、交流入力は全波整流器2によ
り全波整流される。そして、全波整流器2からの電流
が、第1、第2のダイオード7,9、第1のインダクタ
部32の巻線34と第2のインダクタ部35の巻線3
7、及びトランス29の第3、第4の巻線13,14を
経て、直列に接続された2つの入力平滑コンデンサ4
0,41に供給され、それらの入力平滑コンデンサ4
0,41を充電する。続いて、入力平滑コンデンサ4
0,41によりリップル電圧成分の少ない直流に平滑し
た後、交流入力の商用交流周波数より高い周波数を用い
て、スイッチ素子18をオン、オフさせることにより、
トランス29の1次巻線12に交流電圧を与える。そし
て、トランス29の制御出力巻線15及び非制御出力巻
線16に誘起した誘起電圧を第1及び第2の整流平滑回
路22,26にそれぞれ出力し整流平滑した後、直流の
出力電圧として第1及び第2の負荷23,27にそれぞ
れ供給する。また、商用交流電源1からの入力電圧が低
い場合、スイッチ素子42はオンされ、交流入力は、そ
の電圧の正負半周期毎に入力平滑コンデンサ40,41
に交互に供給され、入力平滑コンデンサ40,41は充
電される。具体的には、商用交流電源1の正の半周期で
は、商用交流電源1からの電流は、全波整流器2のダイ
オード3、第1、第2のダイオード7,9、第1のイン
ダクタ部32の巻線34と第2のインダクタ部35の巻
線37、トランス29の第3、第4の巻線13,14、
入力平滑コンデンサ40、及びスイッチ素子42の順番
で流れて、入力平滑コンデンサ40を充電する。一方、
商用交流電源1の負の半周期では、商用交流電源1から
の電流は、スイッチ素子42、入力平滑コンデンサ4
1、トランス29の第5、第6の巻線30,31、第1
のインダクタ部32の巻線33と第2のインダクタ部3
5の巻線36、第3、第4のダイオード38,39、及
び全波整流器2のダイオ−ド4の順番で流れて、入力平
滑コンデンサ41を充電する。このことにより、入力平
滑コンデンサ40,41の両端電圧は、商用交流電源1
からの入力電圧の2倍とすることができる。尚、入力平
滑コンデンサ40,41を充電した後は、上述のスイッ
チ素子42をオフして全波整流を行う場合と同様な動作
が行われて、直流の出力電圧が第1、第2の整流平滑回
路22,26から第1、第2の負荷23,27にそれぞ
れ供給される。
In the operation of the switching power supply of this embodiment, when the input voltage from the commercial AC power supply 1 is high, the switch element 42 is turned off and the AC input is full-wave rectified by the full-wave rectifier 2. The current from the full-wave rectifier 2 is divided into the first and second diodes 7 and 9, the winding 34 of the first inductor 32 and the winding 3 of the second inductor 35.
7 and two input smoothing capacitors 4 connected in series via the third and fourth windings 13 and 14 of the transformer 29.
0, 41 and their input smoothing capacitors 4
Charge 0,41. Subsequently, the input smoothing capacitor 4
After smoothing to a DC having a small ripple voltage component by 0, 41, the switching element 18 is turned on and off using a frequency higher than the commercial AC frequency of the AC input,
An AC voltage is applied to the primary winding 12 of the transformer 29. Then, the induced voltages induced in the control output winding 15 and the non-control output winding 16 of the transformer 29 are output to the first and second rectifying and smoothing circuits 22 and 26, respectively, and rectified and smoothed. The power is supplied to the first and second loads 23 and 27, respectively. When the input voltage from the commercial AC power supply 1 is low, the switch element 42 is turned on, and the AC input is supplied to the input smoothing capacitors 40 and 41 every positive and negative half cycle of the voltage.
And the input smoothing capacitors 40 and 41 are charged. Specifically, in the positive half cycle of the commercial AC power supply 1, the current from the commercial AC power supply 1 is supplied to the diode 3, the first and second diodes 7, 9 of the full-wave rectifier 2, and the first inductor 32. , The winding 37 of the second inductor part 35, the third and fourth windings 13, 14 of the transformer 29,
The current flows in the order of the input smoothing capacitor 40 and the switch element 42 to charge the input smoothing capacitor 40. on the other hand,
In the negative half cycle of the commercial AC power supply 1, the current from the commercial AC power supply 1
1, the fifth and sixth windings 30, 31 of the transformer 29, the first
Of the inductor part 32 and the second inductor part 3
5 flows in the order of the winding 36, the third and fourth diodes 38 and 39, and the diode 4 of the full-wave rectifier 2, and charges the input smoothing capacitor 41. As a result, the voltage across the input smoothing capacitors 40 and 41 is
Can be twice as high as the input voltage. After charging the input smoothing capacitors 40 and 41, the same operation as in the case where the above-described switch element 42 is turned off to perform full-wave rectification is performed, and the DC output voltage is reduced to the first and second rectifications. The smoothing circuits 22 and 26 supply the first and second loads 23 and 27, respectively.

【0066】次に、図4に示す第2の実施例のスイッチ
ング電源装置において、商用交流電源1より全波整流器
2に流れ込む入力電流の導通角を広げて高力率化する動
作について説明する。まず、交流入力の入力電圧が高く
スイッチ素子42をオフにして、交流入力を全波整流す
る場合での動作について説明する。スイッチ素子18が
オンするとき、トランス29の第6の巻線31には、第
2のインダクタ部35の巻線36からみて正電圧となる
方向に誘起電圧が発生し、その誘起電圧による電流が巻
線36、第4のダイオード39、及び全波整流器2を経
てトランス29の第4の巻線14の方に流れる。同時
に、図1に示す第1の実施例のスイッチング電源装置と
同様に、第4の巻線14に生じた誘起電圧により、第2
のインダクタ部35の巻線37から第4の巻線14に電
流が流れる。この結果、商用交流電源1から全波整流器
2、第2のダイオード9、巻線37、第4の巻線14、
入力平滑コンデンサ40,41、第6の巻線31、巻線
36、及び第4のダイオード39を介して電流が流れ
る。第2のインダクタ部35の巻線36,37は、互い
に流れる電流により、第2のインダクタ部35を同一方
向に励磁するよう誘導的に結合されているので、上記電
流が流れたことによって第2のインダクタ部35の巻線
36,37には商用交流電源1のエネルギーが蓄積され
る。また、スイッチ素子18及び抵抗19には、第4、
第6の巻線14,31に電流が流れたことにより、その
結果として、電流がトランス29の1次巻線12を介し
て流れ込む。
Next, an operation of increasing the conduction angle of the input current flowing from the commercial AC power supply 1 to the full-wave rectifier 2 to increase the power factor in the switching power supply of the second embodiment shown in FIG. 4 will be described. First, the operation when the input voltage of the AC input is high and the switch element 42 is turned off to perform full-wave rectification on the AC input will be described. When the switch element 18 is turned on, an induced voltage is generated in the sixth winding 31 of the transformer 29 in a direction that becomes a positive voltage when viewed from the winding 36 of the second inductor section 35, and a current due to the induced voltage is generated. The current flows through the winding 36, the fourth diode 39, and the full-wave rectifier 2 toward the fourth winding 14 of the transformer 29. At the same time, similarly to the switching power supply of the first embodiment shown in FIG.
A current flows from the winding 37 of the inductor section 35 to the fourth winding 14. As a result, the full-wave rectifier 2, the second diode 9, the winding 37, the fourth winding 14,
A current flows through the input smoothing capacitors 40 and 41, the sixth winding 31, the winding 36, and the fourth diode 39. Since the windings 36 and 37 of the second inductor unit 35 are inductively coupled to each other to excite the second inductor unit 35 in the same direction by the current flowing through each other, the second current is caused to flow by the second current. The energy of the commercial AC power supply 1 is stored in the windings 36 and 37 of the inductor section 35. In addition, the switch element 18 and the resistor 19 have a fourth,
As a result of the current flowing through the sixth windings 14 and 31, as a result, the current flows through the primary winding 12 of the transformer 29.

【0067】また、スイッチ素子18がオンするとき、
トランス29の第5の巻線30には、第1のインダクタ
部32の巻線33からみて負電圧となる方向に誘起電圧
が発生する。この誘起電圧は、商用交流電源1の交流入
力を全波整流器2により整流した後の電圧よりも低いも
のである。しかしながら、第1のインダクタ部32の巻
線33に蓄積されたエネルギーにより巻線33から第5
の巻線30を経て入力平滑コンデンサ41に電流は流れ
続ける。同時に、図1に示す第1の実施例のスイッチン
グ電源装置と同様に、第1のインダクタ部32の巻線3
4に蓄積されたエネルギーにより、第1のインダクタ部
32の巻線34から第3の巻線13を経て入力平滑コン
デンサ40に電流が流れ込む。この結果、商用交流電源
1から全波整流器2、第1のダイオード7、巻線34、
第3の巻線13、入力平滑コンデンサ40,41、第5
の巻線30、巻線33、及び第3のダイオード38を介
して電流が流れて、入力平滑コンデンサ40,41は充
電される。また、電流がトランス29の第3、第5の巻
線13,30を流れたことにより、その結果として、1
次巻線12を介してスイッチ素子18及び抵抗19に流
れる電流は減少する。第1のインダクタ部32の巻線3
3,34に蓄積されたエネルギーが全て放出され、巻線
33,34からの電流がゼロになると、入力平滑コンデ
ンサ40,41の両端電圧に第3、第5の巻線13,3
0での誘起電圧が加算されているため、商用交流電源1
の交流入力の電圧より高い電圧となる。しかしながら、
商用交流電源1に帰還しようとする電流は、第1、第3
のダイオード7,38により阻止される。
When the switch element 18 is turned on,
An induced voltage is generated in the fifth winding 30 of the transformer 29 in a direction that becomes a negative voltage when viewed from the winding 33 of the first inductor unit 32. This induced voltage is lower than the voltage after the AC input of the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2. However, the energy stored in the winding 33 of the first inductor portion 32 causes the fifth
The current continues to flow to the input smoothing capacitor 41 via the winding 30 of FIG. At the same time, as in the switching power supply of the first embodiment shown in FIG.
Due to the energy stored in 4, a current flows from the winding 34 of the first inductor section 32 to the input smoothing capacitor 40 via the third winding 13. As a result, the full-wave rectifier 2, the first diode 7, the winding 34,
The third winding 13, the input smoothing capacitors 40 and 41, the fifth
A current flows through the winding 30, the winding 33, and the third diode 38, and the input smoothing capacitors 40 and 41 are charged. Further, since the current flows through the third and fifth windings 13 and 30 of the transformer 29, as a result, 1
The current flowing through the switch element 18 and the resistor 19 via the secondary winding 12 decreases. Winding 3 of first inductor section 32
When all the energy stored in the windings 33 and 34 is released and the current from the windings 33 and 34 becomes zero, the voltage across the input smoothing capacitors 40 and 41 is applied to the third and fifth windings 13 and 3.
0, the commercial AC power supply 1
Is higher than the AC input voltage. However,
The currents to be returned to the commercial AC power supply 1 are the first and third currents.
Are blocked by the diodes 7 and 38 of FIG.

【0068】スイッチ素子18がオフになると、第6の
巻線31に生じる誘起電圧は反転し、第2のインダクタ
部35の巻線36からみて負電圧となり、商用交流電源
1の交流入力を全波整流器2により整流した後の電圧よ
りも低くなる。しかしながら、巻線36に蓄積されたエ
ネルギーにより電流は流れ続け、第6の巻線31を経て
入力平滑コンデンサ41に電流は流れる。同時に、図1
に示す第1の実施例のスイッチング電源装置と同様に、
第2のインダクタ部35の巻線37に蓄積されたエネル
ギーにより巻線37から第4の巻線14を経て入力平滑
コンデンサ40に電流は流れ続ける。また、電流が第
4、第6の巻線14,31に流れ、その結果として1次
巻線12に流れたことにより、トランス29の制御出力
巻線15と非制御出力巻線16を介して、第1、第2の
整流平滑回路22,26から第1、第2の負荷23,2
7に出力電流がそれぞれ流れる。第2のインダクタ部3
5の巻線36,37に蓄積されたエネルギーが全て放出
され、巻線36,37の電流がゼロになると、入力平滑
コンデンサ40,41の両端電圧に第4、第6の巻線1
4,31での誘起電圧が加算されているため、商用交流
電源1の入力電圧より高い電圧となる。しかしながら、
商用交流電源1に帰還しようとする電流は、第2、第4
のダイオード9,39により阻止される。
When the switch element 18 is turned off, the induced voltage generated in the sixth winding 31 is inverted and becomes a negative voltage when viewed from the winding 36 of the second inductor section 35, so that the AC input of the commercial AC power supply 1 is completely reduced. It becomes lower than the voltage after being rectified by the wave rectifier 2. However, the current continues to flow due to the energy stored in the winding 36, and the current flows to the input smoothing capacitor 41 via the sixth winding 31. At the same time, FIG.
Similarly to the switching power supply of the first embodiment shown in FIG.
The current continues to flow from the winding 37 to the input smoothing capacitor 40 via the fourth winding 14 due to the energy stored in the winding 37 of the second inductor section 35. Further, the current flows through the fourth and sixth windings 14 and 31 and, as a result, flows through the primary winding 12, so that the current flows through the control output winding 15 and the non-control output winding 16 of the transformer 29. , First and second loads 23 and 2 from first and second rectifying and smoothing circuits 22 and 26.
7, the output currents respectively flow. Second inductor section 3
When all the energy accumulated in the windings 36 and 37 is released and the current in the windings 36 and 37 becomes zero, the voltage across the input smoothing capacitors 40 and 41 is applied to the fourth and sixth windings 1.
Since the induced voltages at 4 and 31 are added, the voltage becomes higher than the input voltage of the commercial AC power supply 1. However,
The currents to be returned to the commercial AC power supply 1 are the second and fourth currents.
Are blocked by the diodes 9 and 39.

【0069】また、スイッチ素子18がオフするとき、
第5の巻線30に発生する誘起電圧も反転し、第1のイ
ンダクタ部32の巻線33からみて正電圧となる。そし
て、その誘起電圧による電流が巻線33、第3のダイオ
ード38、及び全波整流器2を経て第3の巻線13の方
に流れる。同時に、図1に示す第1の実施例のスイッチ
ング電源装置と同様に、第3の巻線13に生じた誘起電
圧により、第1のインダクタ部32の巻線34から第3
の巻線13に電流が流れる。この結果、商用交流電源1
から全波整流器2、第1のダイオード7、巻線34、第
3の巻線13、入力平滑コンデンサ40,41、第5の
巻線30、巻線33、及び第3のダイオード38を介し
て電流が流れる。第1のインダクタ部32の巻線33,
34は、互いに流れる電流により、第1のインダクタ部
32を同一方向に励磁するよう誘導的に結合されている
ので、上記電流が流れたことによって第1のインダクタ
部32の巻線33,34には商用交流電源1のエネルギ
ーが蓄積される。また、電流が巻線33,34から第
3、第5の巻線13,30に流れたことにより、その結
果として、制御出力巻線15、及び非制御出力巻線16
から第1、及び第2の整流平滑回路22,26を介して
第1、及び第2の負荷23,27にそれぞれ供給される
電流は減少する。しかしながら、第1の負荷23への出
力電圧は、制御回路28によるスイッチ素子18のオ
ン、オフの動作により一定の電圧となるよう制御され
る。
When the switch element 18 is turned off,
The induced voltage generated in the fifth winding 30 is also inverted, and becomes a positive voltage when viewed from the winding 33 of the first inductor 32. Then, a current caused by the induced voltage flows toward the third winding 13 via the winding 33, the third diode 38, and the full-wave rectifier 2. At the same time, similarly to the switching power supply of the first embodiment shown in FIG. 1, the induced voltage generated in the third winding 13 causes the third winding 13 of the first inductor 32 to
Current flows through the winding 13. As a result, the commercial AC power supply 1
Through the full-wave rectifier 2, the first diode 7, the winding 34, the third winding 13, the input smoothing capacitors 40 and 41, the fifth winding 30, the winding 33, and the third diode 38. Electric current flows. The winding 33 of the first inductor part 32,
34 are inductively coupled to excite the first inductor 32 in the same direction by currents flowing through each other, so that the current flows to the windings 33 and 34 of the first inductor 32. Stores the energy of the commercial AC power supply 1. Further, since the current flows from the windings 33 and 34 to the third and fifth windings 13 and 30, as a result, the control output winding 15 and the non-control output winding 16
, The current supplied to the first and second loads 23 and 27 via the first and second rectifying / smoothing circuits 22 and 26 respectively decreases. However, the output voltage to the first load 23 is controlled to be a constant voltage by the control circuit 28 turning on and off the switch element 18.

【0070】次に、スイッチ素子42をオンにして、交
流入力を倍電圧整流する場合での動作について説明す
る。スイッチ素子18がオンすると、上述の全波整流時
と同様に、トランス29の第4、第6の巻線14,31
には誘起電圧が発生する。このことにより、電流が商用
交流電源1から全波整流器2のダイオード3、第2のダ
イオード9、第2のインダクタ部35の巻線37、第4
の巻線14、入力平滑コンデンサ40、及びスイッチ素
子42の順番で流れる状態と、電流が商用交流電源1か
らスイッチ素子42、入力平滑コンデンサ41、第6の
巻線31、第2のインダクタ部35の巻線36、第4の
ダイオード39、及び全波整流器2のダイオード4の順
番で流れる状態とが、商用交流電源1の電圧の正負半周
期毎に交互に現れる。そのことにより、巻線36,37
には、商用交流電源1のエネルギーが蓄えられる。ま
た、第3、第5の巻線13,30に誘起電圧が発生する
ことにより、スイッチ素子18のオフ時に各巻線33,
34に蓄えられたエネルギーが全て放出されるまで、そ
れらのエネルギーによる各巻線33,34の電流が第
3、第5の巻線13,30に上記正負半周期毎に交互に
流れる。すなわち、巻線34の電流が商用交流電源1か
ら全波整流器2のダイオード3、第1のダイオード9、
第1のインダクタ部32の巻線34、第3の巻線13、
入力平滑コンデンサ40、及びスイッチ素子42の順番
で流れる状態と、巻線33の電流が商用交流電源1から
スイッチ素子42、入力平滑コンデンサ41、第5の巻
線30、第1のインダクタ部32の巻線33、第3のダ
イオード38、及び全波整流器2のダイオード4の順番
で流れる状態とが、上述の正負半周期毎に交互に現れ
る。各巻線33,34に蓄えられたエネルギーが全て放
出され、各巻線33,34の電流がゼロになると、上述
したように、商用交流電源1に帰還しようとする電流
は、第1、第3のダイオード7,38により阻止され
る。また、電流がトランス29の第4、第6の巻線1
4,31に流れたことにより、1次巻線12を経てスイ
ッチ素子18及び抵抗19に流れる電流は増加し、さら
に第3、第5の巻線13,30を流れたことにより、1
次巻線12を経てスイッチ素子18及び抵抗19を流れ
る電流は減少する。
Next, the operation in the case where the switching element 42 is turned on and the AC input is subjected to voltage doubler rectification will be described. When the switch element 18 is turned on, the fourth and sixth windings 14 and 31 of the transformer 29 are turned on, as in the above-described full-wave rectification.
Generates an induced voltage. As a result, the current flows from the commercial AC power supply 1 to the diode 3, the second diode 9, the winding 37 of the second inductor unit 35, the fourth
And the current flows from the commercial AC power supply 1 to the switch element 42, the input smoothing capacitor 41, the sixth winding 31, and the second inductor 35. The winding 36, the fourth diode 39, and the diode 4 of the full-wave rectifier 2 appear alternately in every positive and negative half cycle of the voltage of the commercial AC power supply 1. Thereby, the windings 36, 37
Stores the energy of the commercial AC power supply 1. Further, when an induced voltage is generated in the third and fifth windings 13 and 30, each of the windings 33 and 30 is turned off when the switch element 18 is turned off.
Until all the energy stored in 34 is released, the current of each winding 33, 34 due to the energy flows alternately through the third and fifth windings 13, 30 for each of the positive and negative half cycles. That is, the current of the winding 34 is changed from the commercial AC power supply 1 to the diode 3 of the full-wave rectifier 2, the first diode 9,
The winding 34 of the first inductor part 32, the third winding 13,
The state in which the input smoothing capacitor 40 and the switch element 42 flow in this order, and the current of the winding 33 flows from the commercial AC power supply 1 to the switch element 42, the input smoothing capacitor 41, the fifth winding 30, and the first inductor 32 The state in which the winding 33, the third diode 38, and the diode 4 of the full-wave rectifier 2 flow in this order appears alternately in each of the positive and negative half cycles described above. When all the energy stored in each of the windings 33 and 34 is released and the current in each of the windings 33 and 34 becomes zero, the current to be returned to the commercial AC power supply 1 becomes the first and third currents as described above. Blocked by diodes 7,38. Further, the current is applied to the fourth and sixth windings 1 of the transformer 29.
4 and 31, the current flowing through the switching element 18 and the resistor 19 via the primary winding 12 increases, and furthermore, the current flowing through the third and fifth windings 13 and 30 increases
The current flowing through the switch element 18 and the resistor 19 via the secondary winding 12 decreases.

【0071】スイッチ素子18がオフすると、第4、第
6の巻線14,31には、スイッチ素子18をオンした
場合と逆方向の誘起電圧が発生する。このことにより、
スイッチ素子18のオン時に巻線36,37に蓄えられ
たエネルギーが全て放出されるまで、それらのエネルギ
ーによる各巻線36,37の電流がスイッチ素子18を
オンした場合と同様の電流経路で、商用交流電源1の電
圧の正負半周期ごとに交互に流れる。各巻線36,37
に蓄えられたエネルギーが全て放出され、各巻線36,
37の電流がゼロになると、上述したように、商用交流
電源1に帰還しようとする電流は、第2、第4のダイオ
ード9,39により阻止される。同様に、第3、第5の
巻線13,30には、スイッチ素子18をオンした場合
と逆方向の誘起電圧が発生する。このことにより、電流
が商用交流電源1から全波整流器2のダイオード3、第
1のダイオード7、第1のインダクタ部32の巻線3
4、第3の巻線13、入力平滑コンデンサ40、及びス
イッチ素子42の順番で流れる状態と、電流が商用交流
電源1からスイッチ素子42、入力平滑コンデンサ4
1、第5の巻線30、第1のインダクタ部32の巻線3
3、第3のダイオード38、及び全波整流器2のダイオ
ード4の順番で流れる状態とが、上述の正負半周期毎に
交互に現れる。そのことにより、巻線33,34には、
商用交流電源1のエネルギーが蓄えられる。また、トラ
ンス29の第4、第6の巻線14,31を電流が流れ、
その結果として1次巻線12に電流が流れたことによ
り、制御出力巻線15と非制御出力巻線16を介して、
第1、第2の整流平滑回路22,26から第1、第2の
負荷23,27に出力電流がそれぞれ流れる。さらに、
第3、第5の巻線13,30を電流が流れ、その結果と
して1次巻線12に電流が流れたことにより、第1、第
2の負荷23,27への上記出力電流は減少する。尚、
商用交流電源1の電圧の正負半周期毎に、第2のインダ
クタ部35の巻線36,37、及び第1のインダクタ部
32の巻線33,34の電流が交互にしか流れない理由
は、第3乃至第6の巻線13,14,30,31に絶え
ず誘起電圧が発生しても、入力電圧が商用交流電源1か
ら巻線33または巻線34、及び巻線36または巻線3
7に交互に印加されるためである。
When the switch element 18 is turned off, an induced voltage is generated in the fourth and sixth windings 14 and 31 in a direction opposite to that when the switch element 18 is turned on. This allows
Until all of the energy stored in the windings 36 and 37 is released when the switch element 18 is turned on, the current of each of the windings 36 and 37 due to the energy is supplied through the same current path as when the switch element 18 is turned on. It flows alternately every positive and negative half cycle of the voltage of the AC power supply 1. Each winding 36, 37
All the energy stored in the windings is released, and each winding 36,
When the current at 37 becomes zero, the current that is going to return to the commercial AC power supply 1 is blocked by the second and fourth diodes 9 and 39 as described above. Similarly, an induced voltage is generated in the third and fifth windings 13 and 30 in a direction opposite to that when the switch element 18 is turned on. As a result, current flows from the commercial AC power supply 1 to the diode 3 of the full-wave rectifier 2, the first diode 7, and the winding 3 of the first inductor unit 32.
4, a state in which the third winding 13, the input smoothing capacitor 40, and the switch element 42 flow in this order, and a current flows from the commercial AC power supply 1 to the switch element 42, the input smoothing capacitor 4
1, fifth winding 30, winding 3 of first inductor section 32
The state of flowing in the order of 3, the third diode 38, and the diode 4 of the full-wave rectifier 2 appears alternately in each of the positive and negative half cycles described above. As a result, the windings 33 and 34 have
The energy of the commercial AC power supply 1 is stored. Also, current flows through the fourth and sixth windings 14 and 31 of the transformer 29,
As a result, a current flows through the primary winding 12, and the control output winding 15 and the non-control output winding 16
Output currents flow from the first and second rectifying and smoothing circuits 22 and 26 to the first and second loads 23 and 27, respectively. further,
Since the current flows through the third and fifth windings 13 and 30, and as a result, the current flows through the primary winding 12, the output current to the first and second loads 23 and 27 decreases. . still,
The reason that the currents of the windings 36 and 37 of the second inductor part 35 and the windings 33 and 34 of the first inductor part 32 flow only alternately every positive and negative half cycle of the voltage of the commercial AC power supply 1 is as follows. Even if an induced voltage is constantly generated in the third to sixth windings 13, 14, 30, 31, the input voltage is changed from the commercial AC power supply 1 to the winding 33 or the winding 34 and the winding 36 or the winding 3.
7 is applied alternately.

【0072】交流入力の入力電圧が低く倍電圧整流を行
う場合、入力電圧が商用交流電源1から第2のインダク
タ部35の巻線36,37に交互に印加されるので、各
巻線36,37に交互に流れる電流値IL2は、下記の
(7)式により求まる。尚、(7)式において、VT2
はトランス29の第4、第6の巻線14,31での各誘
起電圧値(全波整流時と同一電圧とする)を示し、V2
は商用交流電源1の交流入力を全波整流器2により整流
した後の電圧値を示している。さらに、L2は第2のイ
ンダクタ部35の一方の巻線36,37のインダクタン
ス値を示し、VCは入力平滑コンデンサ40,41の一
方の両端電圧値を示している。また、TONはスイッチ素
子18をオンするオン時間を示している。
When the input voltage of the AC input is low and voltage doubler rectification is performed, the input voltage is alternately applied from the commercial AC power supply 1 to the windings 36 and 37 of the second inductor section 35, so that the respective windings 36 and 37 are applied. The current value IL2 that flows alternately is determined by the following equation (7). Incidentally, in equation (7), VT2
Indicates the induced voltage values at the fourth and sixth windings 14 and 31 of the transformer 29 (the same voltage as during full-wave rectification), and V2
Indicates a voltage value after the AC input of the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2. Further, L2 indicates the inductance value of one of the windings 36, 37 of the second inductor section 35, and VC indicates the voltage value across one of the input smoothing capacitors 40, 41. Further, TON indicates an on-time during which the switch element 18 is turned on.

【0073】 IL2 = (V2−VC+VT2)×TON/L2 −−−(7)IL2 = (V2−VC + VT2) × TON / L2 (7)

【0074】一方、交流入力の入力電圧が高く全波整流
を行う場合、第2のインダクタ部35の巻線36,37
に同時に流れる電流値IL2’は、下記の(8)式によ
り求まる。尚、(8)式において、2VT2は第4、第
6の巻線14,31での各誘起電圧値VT2の和の電圧
値を示し、4L2は第2のインダクタ部35の巻線3
6,37の巻線数の和で決まるインダクタンス値(巻線
36,37が互いに加極性で結合しているため倍電圧整
流時の4倍となる)を示している。さらに、V2’は商
用交流電源1の交流入力を全波整流器2により整流した
後の電圧値を示し、2VCは入力平滑コンデンサ40,
41の両端電圧値VCの和の電圧値を示している。
On the other hand, when the input voltage of the AC input is high and full-wave rectification is performed, the windings 36 and 37 of the second inductor section 35 are used.
Is obtained by the following equation (8). In equation (8), 2VT2 indicates the voltage value of the sum of the induced voltage values VT2 in the fourth and sixth windings 14 and 31, and 4L2 indicates the winding 3 of the second inductor 35.
6 shows an inductance value determined by the sum of the numbers of windings of the windings 6 and 37 (the windings 36 and 37 are coupled to each other with additional polarities, which is four times that of the voltage doubled rectification). Further, V2 'indicates a voltage value after the AC input of the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2, and 2VC indicates an input smoothing capacitor 40,
41 shows the voltage value of the sum of the voltage values VC at both ends.

【0075】 IL2’ = (V2'−2VC+2VT2)×TON/4L2 −−−(8 )IL 2 ′ = (V 2 ′ −2 VC + 2 VT 2) × TON / 4L 2-(8)

【0076】(8)式において、商用交流電源1の入力
電圧を倍電圧整流時の2倍とした場合、巻線36,37
に同時に流れる電流値IL2’は、倍電圧整流時での巻
線36,37に交互に流れる電流値IL2の半分とな
る。すなわち、上述の電流値IL2’は、次の(9)式
に示すV2'を(8)式に代入し変形することにより、下
記の(10)式により求まる。
In the equation (8), when the input voltage of the commercial AC power supply 1 is twice as large as that during the double voltage rectification, the windings 36 and 37
Of the current IL2 'flowing simultaneously through the windings 36 and 37 during the voltage doubling rectification is half of the current IL2' flowing through the windings 36 and 37. That is, the above-mentioned current value IL2 'is obtained by the following equation (10) by substituting V2' shown in the following equation (9) into the equation (8) and deforming it.

【0077】 V2' = 2V2 −−−(9) IL2’ = (V2−VC+VT2)×TON/2L2 = IL2/2 −−−(10)V2 '= 2V2 --- (9) IL2' = (V2-VC + VT2) .times.TON / 2L2 = IL2 / 2 / --- (10)

【0078】全波整流時の入力電圧が倍電圧整流時の入
力電圧の2倍とした上記仮定を考慮すれば、(10)式
から明らかなように、全波整流時と倍電圧整流時とは同
一の電力が交流入力から供給され、当該スイッチング電
源装置での動作条件が同一であることがわかる。
Considering the above assumption that the input voltage at the time of full-wave rectification is twice the input voltage at the time of voltage doubler rectification, it is clear from the equation (10) that the input voltage during full-wave rectification and the voltage doubler rectification are different. It can be seen that the same power is supplied from the AC input and the operating conditions in the switching power supply are the same.

【0079】同様に、第1のインダクタ部32において
も、交流入力の入力電圧が低く倍電圧整流を行う場合、
入力電圧が商用交流電源1から第1のインダクタ部32
の巻線33,34に交互に印加されるので、各巻線3
3,34に交互に流れる電流値IL1は、下記の(1
1)式により求まる。尚、(11)式において、VT1
はトランス29の第3、第5の巻線13,30での各誘
起電圧値(全波整流時と同一電圧とする)を示し、V2
は商用交流電源1の交流入力を全波整流器2により整流
した後の電圧値を示している。さらに、L1は第1のイ
ンダクタ部32の一方の巻線33,34のインダクタン
ス値を示し、VCは入力平滑コンデンサ40,41の一
方の両端電圧値を示している。また、TONはスイッチ素
子18をオンするオン時間を示している。
Similarly, in the first inductor section 32, when the input voltage of the AC input is low and voltage doubler rectification is performed,
The input voltage is changed from the commercial AC power supply 1 to the first inductor section 32.
Are applied alternately to the windings 33 and 34 of each winding.
The current value IL1 flowing alternately to the third and the third 34 is represented by the following (1)
1) It is obtained by the equation. Incidentally, in equation (11), VT1
Indicates the induced voltage values at the third and fifth windings 13 and 30 of the transformer 29 (the same voltage as in full-wave rectification), and V2
Indicates a voltage value after the AC input of the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2. Further, L1 indicates the inductance value of one of the windings 33, 34 of the first inductor section 32, and VC indicates the voltage value across one of the input smoothing capacitors 40, 41. Further, TON indicates an on-time during which the switch element 18 is turned on.

【0080】 IL1 = (V2−VC+VT1)×TON/L1 −−−(11)IL1 = (V2−VC + VT1) × TON / L1 (11)

【0081】一方、交流入力の入力電圧が高く全波整流
を行う場合、第1のインダクタ部32の巻線33,34
に同時に流れる電流値IL1’は、下記の(12)式に
より求まる。尚、(12)式において、2VT1は第
3、第5の巻線13,30での各誘起電圧値VT1の和
の電圧値を示し、4L1は第1のインダクタ部32の巻
線33,34の巻線数の和で決まるインダクタンス値
(巻線33,34が互いに加極性で結合しているため倍
電圧整流時の4倍となる)を示している。さらに、V
1’は商用交流電源1の交流入力を全波整流器2により
整流した後の電圧値を示し、2VCは入力平滑コンデン
サ40,41の両端電圧値VCの和の電圧値を示してい
る。
On the other hand, when the input voltage of the AC input is high and full-wave rectification is performed, the windings 33 and 34 of the first inductor portion 32 are used.
Is obtained by the following equation (12). In the equation (12), 2VT1 represents a voltage value of the sum of the induced voltage values VT1 in the third and fifth windings 13 and 30, and 4L1 represents the windings 33 and 34 of the first inductor section 32. (The windings 33 and 34 are coupled to each other by polarities and become four times as large as the voltage doubled rectification). Furthermore, V
1 'denotes a voltage value after the AC input of the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2, and 2VC denotes a voltage value of the sum of the voltage values VC across the input smoothing capacitors 40 and 41.

【0082】 IL1’ = (V2'−2VC+2VT1)×TON/4L1 −−−(12 )IL1 '= (V2'-2VC + 2VT1) .times.TON / 4L1 --- (12)

【0083】(12)式において、商用交流電源1の入
力電圧を倍電圧整流時の2倍とした場合、巻線33,3
4に同時に流れる電流値IL1’は、倍電圧整流時での
巻線33,34に交互に流れる電流値IL1の半分とな
る。すなわち、上述の電流値IL1’は、次の(13)
式に示すV2'を(12)式に代入し変形することによ
り、下記の(14)式により求まる。
In the equation (12), when the input voltage of the commercial AC power supply 1 is twice as large as that during the voltage doubler rectification, the windings 33 and 3
The current value IL1 'flowing simultaneously to 4 is half of the current value IL1 flowing alternately through the windings 33 and 34 during voltage doubling rectification. That is, the above-mentioned current value IL1 'is calculated by the following (13)
By substituting V2 'shown in the equation into the equation (12) and transforming it, it is obtained by the following equation (14).

【0084】 V2' = 2V2 −−−(13) IL1’ = (V2−VC+VT1)×TON/2L1 = IL1/2 −−−(14)V2 ′ = 2V2− (13) IL1 ′ = (V2−VC + VT1) × TON / 2L1 = IL1 / 2 −− (14)

【0085】全波整流時の入力電圧が倍電圧整流時の入
力電圧の2倍とした上記仮定を考慮すれば、(14)式
から明らかなように、全波整流時と倍電圧整流時とは同
一の電力が交流入力から供給され、当該スイッチング電
源装置での動作条件が同一であることがわかる。
Considering the above assumption that the input voltage at the time of full-wave rectification is twice the input voltage at the time of voltage doubler rectification, as is apparent from the equation (14), the input voltage at the time of full-wave rectification and that at the time of voltage doubler rectification are different. It can be seen that the same power is supplied from the AC input and the operating conditions in the switching power supply are the same.

【0086】以上のように、本実施例のスイッチング電
源装置では、スイッチ素子42をオン、オフすることに
よって、商用交流電源1の交流入力を倍電圧整流、また
は全波整流している。このことにより、本実施例のスイ
ッチング電源装置は、上述の第1の実施例での効果に加
えて、交流入力の入力電圧の変動範囲が大きい場合で
も、スイッチ素子18、ダイオード20,24の通過電
流と耐圧はほぼ同じ値となる。このため、これらのスイ
ッチ素子18、ダイオード20,24に大電流で高耐圧
なものを用いることなく、全世界で使用されている商用
交流に対応可能なスイッチング電源装置を構成すること
ができる。
As described above, in the switching power supply of this embodiment, the AC input of the commercial AC power supply 1 is double-voltage rectified or full-wave rectified by turning on and off the switch element 42. As a result, the switching power supply of the present embodiment has, in addition to the effects of the above-described first embodiment, the passage of the switching element 18 and the diodes 20, 24 even when the input voltage of the AC input has a large fluctuation range. The current and the breakdown voltage have almost the same value. Therefore, it is possible to configure a switching power supply device that is compatible with commercial AC used worldwide, without using a large current and a high withstand voltage for the switch element 18 and the diodes 20 and 24.

【0087】《第3の実施例》図5は、本発明の第3の
実施例であるスイッチング電源装置の構成を示すブロッ
ク図である。この実施例では、スイッチング電源装置の
構成において、トランスの電源側に1次巻線及び1次巻
線に接続された第3の巻線を設け、第1のインダクタと
第3の巻線とを直列接続した直列接続体を全波整流器に
接続した。それ以外の各部は、第1の実施例のものと同
様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図5に
示すように、トランス43内には、電源側の巻線として
1次巻線12及び第3の巻線13が設けられている。全
波整流器2の正出力には、第1のインダクタ8と第3の
巻線13が順次直列に接続された直列接続体が接続され
ている。この第3の巻線13は、図1に示した第1の実
施例のものと同様に、スイッチ素子18がオン、及びオ
フしたとき、その誘起電圧が入力平滑コンデンサ17の
両端電圧を増加、及び減ずる方向にそれぞれ発生するよ
う1次巻線12に接続されている。このように構成する
ことにより、本実施例のスイッチング電源装置では、全
波整流器2が図1に示した第1のダイオード7と同様に
機能して、第1、第2のダイオード7,9、第2のイン
ダクタ10、及び第4の巻線14を省略することができ
る。
<< Third Embodiment >> FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the switching power supply, a primary winding and a third winding connected to the primary winding are provided on the power supply side of the transformer, and the first inductor and the third winding are connected to each other. The series-connected body connected in series was connected to a full-wave rectifier. The other parts are the same as those of the first embodiment, and the duplicated description thereof will be omitted. As shown in FIG. 5, in the transformer 43, a primary winding 12 and a third winding 13 are provided as windings on the power supply side. The positive output of the full-wave rectifier 2 is connected to a series connection body in which the first inductor 8 and the third winding 13 are sequentially connected in series. When the switch element 18 is turned on and off, the induced voltage of the third winding 13 increases the voltage across the input smoothing capacitor 17, as in the first embodiment shown in FIG. And to the primary winding 12 so as to occur in the decreasing direction. With this configuration, in the switching power supply of the present embodiment, the full-wave rectifier 2 functions in the same manner as the first diode 7 shown in FIG. The second inductor 10 and the fourth winding 14 can be omitted.

【0088】次に、本実施例のスイッチング電源装置の
動作時での各部の電圧波形及び電流波形を図6に示す。
尚、図6の(a)、(b)、(c)、及び(d)におい
て、横軸は時間軸である。図6の(a)において、V2
は商用交流電源1(図5)の交流入力を全波整流器2
(図5)により整流した後の電圧の波形を示し、V8は
第3の巻線13の誘起電圧V13(図5)と入力平滑コン
デンサ17の両端電圧V17とが加算された波形を示して
いる。図6の(b)に示すI8は、第1のインダクタ8
と第3の巻線13に流れる電流の波形を示している。図
6の(c)に示すI12は、電流I8が第3の巻線13に
流れたことにより、1次巻線12に流れる電流の波形を
示している。図6の(d)に示す(I15+I16)は、電
流I8が第3の巻線13に流れた結果に対応して、制御
出力巻線15(図5)及び非制御出力巻線16(図5)
に流れる電流の合成波形を示している。
Next, FIG. 6 shows the voltage waveform and the current waveform of each part during the operation of the switching power supply of this embodiment.
In FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D, the horizontal axis is the time axis. In FIG. 6A, V2
Is the AC input of the commercial AC power supply 1 (FIG. 5)
FIG. 5 shows the waveform of the voltage after rectification, and V8 shows the waveform obtained by adding the induced voltage V13 of the third winding 13 (FIG. 5) and the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17. . I8 shown in FIG. 6B is the first inductor 8
5 shows the waveform of the current flowing through the third winding 13. Ic shown in FIG. 6C indicates the waveform of the current flowing through the primary winding 12 due to the current I8 flowing through the third winding 13. (I15 + I16) shown in FIG. 6D corresponds to the result of the current I8 flowing through the third winding 13 and the control output winding 15 (FIG. 5) and the non-control output winding 16 (FIG. 5). )
3 shows a composite waveform of a current flowing through the rectifier.

【0089】本実施例のスイッチング電源装置が、商用
交流電源1より全波整流器2に流れ込む入力電流の導通
角を広げ高力率化する動作について具体的に説明する。
スイッチ素子18がオフすると、トランス43の第3の
巻線13には、誘起電圧V13が第1のインダクタ8から
みて入力平滑コンデンサ17の両端電圧V17を減ずる方
向に発生する。この誘起電圧V13は、上述の(5)式に
より得ることができるものであり、商用交流電源1の交
流入力を全波整流器2により整流した後の電圧V2より
も低い電圧である。このため、第1のインダクタ8に
は、電流I8が第3の巻線13の方向に流れて商用交流
電源1のエネルギーが蓄積される。また、電流I8が第
1のインダクタ8から第3の巻線13に流れたことによ
り、その結果として、制御出力巻線15、及び非制御出
力巻線16から第1、及び第2の整流平滑回路22,2
6を介して第1、及び第2の負荷23,27にそれぞれ
供給される電流は減少する。しかしながら、第1の負荷
23への出力電圧は、制御回路28によるスイッチ素子
18のオン、オフの動作により一定の電圧となるよう制
御される。
The operation of the switching power supply of this embodiment for increasing the conduction angle of the input current flowing from the commercial AC power supply 1 to the full-wave rectifier 2 and increasing the power factor will be specifically described.
When the switch element 18 is turned off, an induced voltage V13 is generated in the third winding 13 of the transformer 43 in such a direction as to reduce the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17 as viewed from the first inductor 8. The induced voltage V13 can be obtained by the above equation (5), and is lower than the voltage V2 after the AC input of the commercial AC power supply 1 is rectified by the full-wave rectifier 2. Therefore, the current I8 flows through the first inductor 8 in the direction of the third winding 13, and the energy of the commercial AC power supply 1 is accumulated. In addition, the current I8 flows from the first inductor 8 to the third winding 13, and as a result, the first and second rectification smoothes from the control output winding 15 and the non-control output winding 16. Circuit 22, 2
6, the current supplied to the first and second loads 23, 27 respectively decreases. However, the output voltage to the first load 23 is controlled to be a constant voltage by the control circuit 28 turning on and off the switch element 18.

【0090】スイッチ素子18がオンすると、第3の巻
線13に発生する誘起電圧V13は、反転して入力平滑コ
ンデンサ17の両端電圧V17に加算され、商用交流電源
1の交流入力を全波整流器2により整流した後の電圧V
2よりも高くなる。しかしながら、第1のインダクタ8
に蓄積されたエネルギーにより、第1のインダクタ8の
電流は流れ続け、第1のインダクタ8の電流が第3の巻
線13を介して入力平滑コンデンサ17に流れ込む。ま
た、電流I8が第1のインダクタ8から第3の巻線13
に流れたことにより、その結果として、1次巻線12を
介してスイッチ素子18及び抵抗19に流れる電流は減
少する。第1のインダクタ8に蓄積されたエネルギーが
全て放出され、第1のインダクタ8の電流がゼロになる
と、入力平滑コンデンサ17の両端電圧V17に第3の巻
線13に生じる誘起電圧V13が加算されているため、商
用交流電源1の交流入力の電圧より高い電圧となる。し
かしながら、商用交流電源1に帰還しようとする電流
は、全波整流器2により阻止される。
When the switch element 18 is turned on, the induced voltage V13 generated in the third winding 13 is inverted and added to the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17, and the AC input of the commercial AC power supply 1 is converted to a full-wave rectifier. 2 after rectification by V
Higher than 2. However, the first inductor 8
, The current of the first inductor 8 continues to flow, and the current of the first inductor 8 flows into the input smoothing capacitor 17 via the third winding 13. Further, the current I8 is supplied from the first inductor 8 to the third winding 13
As a result, the current flowing through the switch element 18 and the resistor 19 via the primary winding 12 decreases. When all the energy stored in the first inductor 8 is released and the current in the first inductor 8 becomes zero, the induced voltage V13 generated in the third winding 13 is added to the voltage V17 across the input smoothing capacitor 17. Therefore, the voltage becomes higher than the AC input voltage of the commercial AC power supply 1. However, the current that is going to return to the commercial AC power supply 1 is blocked by the full-wave rectifier 2.

【0091】図7は、図5に示す第1の実施例のスイッ
チング電源装置の動作時での各部の電流波形を示す波形
図である。尚、図7の(a)、(b)、(c)、及び
(d)において、横軸は時間軸である。また、 図7
の”F”にて示す期間は、商用交流電源1の交流入力が
ゼロ電圧付近である期間を示し、”G”にて示す期間
は、前記交流入力がピーク電圧付近である期間を示して
いる。図7の(a)において、I8は第1のインダクタ
8の電流の波形を示している。図7の(b)に示すI18
は、スイッチ素子18を流れるスイッチング電流の波形
を示している。また、2点鎖線にて示すAは、制御回路
28に予め設定される過電流の制限値を示している。ス
イッチング電流I18が、この過電流の制限値Aを超えた
とき、制御回路28は第1の負荷23に供給される出力
電流が過電流であるとしてスイッチ素子18をオフす
る。さらに、斜線部Hは、スイッチング電流I18のう
ち、第1のインダクタ8に蓄えられたエネルギーによっ
て第1のインダクタ8から1次巻線12及びスイッチ素
子18に伝達される第1のインダクタ8の電流の電流成
分を示している。図7の(c)に示すI15は、トランス
43の制御出力巻線15を流れる電流の波形を示してい
る。また、斜線部Iは、第1のインダクタ8に蓄えられ
たエネルギーによって、第1のインダクタ8から第3の
巻線13に電流が流れたことにより、制御出力巻線15
に伝達される第1のインダクタ8の電流の電流成分を示
している。図7の(d)に示すI16は、トランス43の
非制御出力巻線16を流れる電流の波形を示し、斜線部
I’は、第1のインダクタ8に蓄えられたエネルギーに
よって、第1のインダクタ8から第3の巻線13に電流
が流れたことにより、非制御出力巻線16に伝達される
第1のインダクタ8の電流の電流成分を示している。
FIG. 7 is a waveform diagram showing current waveforms at various parts during the operation of the switching power supply of the first embodiment shown in FIG. In FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D, the horizontal axis is the time axis. FIG.
The period indicated by “F” indicates a period during which the AC input of the commercial AC power supply 1 is near zero voltage, and the period indicated by “G” indicates a period during which the AC input is near the peak voltage. . In FIG. 7A, I8 indicates the waveform of the current of the first inductor 8. I18 shown in FIG.
Shows the waveform of the switching current flowing through the switch element 18. A indicated by a two-dot chain line indicates an overcurrent limit value preset in the control circuit 28. When the switching current I18 exceeds the overcurrent limit value A, the control circuit 28 determines that the output current supplied to the first load 23 is an overcurrent and turns off the switch element 18. Further, the hatched portion H indicates the current of the first inductor 8 which is transmitted from the first inductor 8 to the primary winding 12 and the switch element 18 by the energy stored in the first inductor 8 in the switching current I18. Of the current component of FIG. I15 shown in FIG. 7C indicates the waveform of the current flowing through the control output winding 15 of the transformer 43. The hatched portion I indicates that a current flows from the first inductor 8 to the third winding 13 due to the energy stored in the first inductor 8, and the control output winding 15
3 shows the current component of the current of the first inductor 8 transmitted to the first inductor 8. I16 shown in FIG. 7D indicates the waveform of the current flowing through the non-control output winding 16 of the transformer 43, and the hatched portion I 'indicates the first inductor 8 8 shows the current component of the current of the first inductor 8 that is transmitted to the non-control output winding 16 due to the current flowing from 8 to the third winding 13.

【0092】以上のように、本実施例のスイッチング電
源装置は、商用交流電源1からのエネルギーが第1のイ
ンダクタ8に蓄えられ、蓄えられたエネルギーによって
流れる電流が交流入力に重畳している。このことによ
り、商用交流電源1より全波整流器2に流れ込む入力電
流の導通角を広げ、高力率にすることができる。さら
に、第1のインダクタ8の電流はスイッチ素子18がオ
ンの期間に減少してオンの期間中にゼロになるため、ス
イッチ素子18を流れる第1のインダクタ8の電流の電
流成分の影響もまたスイッチング電流のピークまでに無
くなる。すなわち、第1のインダクタ8の電流の減少に
より、図7の(b)に示したように、1次巻線12を流
れる電流に重畳される第1のインダクタ8の電流の電流
成分Hも小さくなる。その結果、抵抗19により検出さ
れるスイッチング電流の大部分が、第1、第2の負荷2
3,27への出力電流で定まる検出すべき電流の電流成
分により占められ、過電流の制限値Aの設定精度及び過
電流制御の安定性を向上することができる。さらに、ス
イッチ素子18のオフの期間において、第1のインダク
タ8に流れる電流が第3の巻線13を経て制御出力巻線
15及び非制御出力巻線16にスイッチ素子18のオフ
の期間中流れ続ける。このため、トランス43の制御出
力巻線15と非制御出力巻線16に伝達される第1のイ
ンダクタ8の電流の電流成分タ8の電流の電流成分がオ
フの期間全体に影響し、第1の負荷23への出力電圧と
第2の負荷27への出力電圧に発生する商用交流のリッ
プル電圧も両方に発生し、制御回路28のゲインを大き
くして商用交流のリップル電圧を抑制しても、両方の出
力電圧の商用交流のリップル電圧を同時に小さくするこ
とができる。
As described above, in the switching power supply of the present embodiment, the energy from the commercial AC power supply 1 is stored in the first inductor 8, and the current flowing by the stored energy is superimposed on the AC input. Thus, the conduction angle of the input current flowing from the commercial AC power supply 1 to the full-wave rectifier 2 can be widened and the power factor can be increased. Further, since the current of the first inductor 8 decreases during the ON period of the switch element 18 and becomes zero during the ON period, the influence of the current component of the current of the first inductor 8 flowing through the switch element 18 also occurs. It disappears by the peak of the switching current. That is, due to the decrease in the current of the first inductor 8, as shown in FIG. 7B, the current component H of the current of the first inductor 8 superimposed on the current flowing through the primary winding 12 is also small. Become. As a result, most of the switching current detected by the resistor 19 is transferred to the first and second loads 2.
It is occupied by the current component of the current to be detected, which is determined by the output currents to the output currents 3 and 27, so that the setting accuracy of the overcurrent limit value A and the stability of the overcurrent control can be improved. Further, during the off period of the switch element 18, the current flowing through the first inductor 8 flows through the third winding 13 to the control output winding 15 and the non-control output winding 16 during the off period of the switch element 18. to continue. Therefore, the current component of the current of the first inductor 8 transmitted to the control output winding 15 and the non-control output winding 16 of the transformer 43 affects the entire off period, and the first The ripple voltage of the commercial AC generated in the output voltage to the load 23 and the output voltage to the second load 27 also occurs in both, and the gain of the control circuit 28 is increased to suppress the ripple voltage of the commercial AC. The ripple voltage of the commercial AC of both output voltages can be reduced at the same time.

【0093】《第4の実施例》図8は、本発明の第4の
実施例であるスイッチング電源装置の構成を示すブロッ
ク図である。この実施例では、スイッチング電源装置の
構成において、トランスの電源側に1次巻線及び1次巻
線に接続された第3、第5の巻線を設け、インダクタ部
の一方の巻線と第3の巻線とを直列接続した直列接続
体、及びインダクタ部の他方の巻線と第5の巻線とを直
列接続した直列接続体を全波整流器の正出力、及び負出
力にそれぞれ接続した。それ以外の各部は、第2の実施
例のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略
する。図8に示すように、トランス44の電源側には、
電源側の巻線として1次巻線12、第3、第5の巻線1
3,30が設けられている。全波整流器2の正出力に
は、第1のインダクタ部32の巻線34と第3の巻線1
3が順次直列に接続された直列接続体が接続されてい
る。この第3の巻線13は、図4に示した第2の実施例
のものと同様に、スイッチ素子18がオン、及びオフし
たとき、その誘起電圧が入力平滑コンデンサ40の両端
電圧を増加、及び減ずる方向にそれぞれ発生するよう1
次巻線12に接続されている。全波整流器2の負出力に
は、第1のインダクタ部32の巻線33と第5の巻線3
0が順次直列に接続された直列接続体が接続されてい
る。この第5の巻線30は、図4に示した第4の実施例
のものと同様に、スイッチ素子18がオン、及びオフし
たとき、その誘起電圧が入力平滑コンデンサ41の両端
電圧を増加、及び減ずる方向にそれぞれ発生するよう1
次巻線12に接続されている。このように構成すること
により、本実施例のスイッチング電源装置では、全波整
流器2が図4に示した第1、第3のダイオード7,38
と同様に機能して、第1乃至第4のダイオード7,9,
38,39、第2のインダクタ部35、及び第4、第6
の巻線14,31を省略することができる。
<< Fourth Embodiment >> FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the switching power supply, a primary winding and third and fifth windings connected to the primary winding are provided on the power supply side of the transformer, and one of the windings of the inductor unit is connected to the primary winding. 3 and a series-connected body in which the other winding of the inductor section and the fifth winding are connected in series were connected to the positive output and the negative output of the full-wave rectifier, respectively. . The other parts are the same as those of the second embodiment, and the duplicated description thereof will be omitted. As shown in FIG. 8, on the power supply side of the transformer 44,
Primary winding 12, third and fifth windings 1 as power supply-side windings
3, 30 are provided. The positive output of the full-wave rectifier 2 includes the winding 34 of the first inductor 32 and the third winding 1
3 are connected in series. When the switch element 18 is turned on and off, the induced voltage of the third winding 13 increases the voltage across the input smoothing capacitor 40, as in the second embodiment shown in FIG. And one that occurs in the decreasing direction respectively
It is connected to the next winding 12. The negative output of the full-wave rectifier 2 includes the winding 33 of the first inductor 32 and the fifth winding 3
0 is connected in series. As in the fourth embodiment shown in FIG. 4, when the switch element 18 is turned on and off, the fifth winding 30 increases the voltage across the input smoothing capacitor 41 when the switch element 18 is turned on and off. And one that occurs in the decreasing direction respectively
It is connected to the next winding 12. With this configuration, in the switching power supply device of the present embodiment, the full-wave rectifier 2 includes the first and third diodes 7, 38 shown in FIG.
And the first to fourth diodes 7, 9,.
38, 39, the second inductor section 35, and the fourth and sixth
Can be omitted.

【0094】本実施例のスイッチング電源装置が、商用
交流電源1より全波整流器2に流れ込む入力電流の導通
角を広げ高力率化する動作について具体的に説明する。
まず、交流入力の入力電圧が高くスイッチ素子42をオ
フにして、交流入力を全波整流する場合での動作につい
て説明する。スイッチ素子18がオフになると、トラン
ス44の第3、第5の巻線13,30には、誘起電圧が
入力平滑コンデンサ40,41の両端電圧を減ずる方向
にそれぞれ発生する。このため、商用交流電源1の交流
入力を全波整流器2により整流した後の電圧よりも低い
電圧によって、第1のインダクタ部32の各巻線33,
34に電流が流れ、入力平滑コンデンサ40,41を充
電し各巻線33,34にエネルギーを蓄積する。また、
電流が第3、第5の巻線13,30に流れたことによ
り、その結果として、トランス44の制御出力巻線15
及び非制御出力巻線16から第1、第2の整流平滑回路
22,26を介して第1、第2の負荷23,27にそれ
ぞれ供給する電流は減少する。しかしながら、第1の負
荷23への出力電圧は、制御回路28によるスイッチ素
子18のオン、オフの動作により一定の電圧となるよう
制御される。
The operation of the switching power supply of this embodiment for widening the conduction angle of the input current flowing from the commercial AC power supply 1 to the full-wave rectifier 2 and increasing the power factor will be specifically described.
First, the operation when the input voltage of the AC input is high and the switch element 42 is turned off to perform full-wave rectification on the AC input will be described. When the switch element 18 is turned off, an induced voltage is generated in the third and fifth windings 13 and 30 of the transformer 44 in a direction to reduce the voltage across the input smoothing capacitors 40 and 41, respectively. Therefore, each of the windings 33,
A current flows through 34, and the input smoothing capacitors 40 and 41 are charged and energy is stored in the windings 33 and 34. Also,
As a result of the current flowing through the third and fifth windings 13 and 30, the control output winding 15
The current supplied from the non-control output winding 16 to the first and second loads 23 and 27 via the first and second rectifying / smoothing circuits 22 and 26 respectively decreases. However, the output voltage to the first load 23 is controlled to be a constant voltage by the control circuit 28 turning on and off the switch element 18.

【0095】スイッチ素子18がオンになると、第3、
第5の巻線13,30に生じる誘起電圧は反転し、それ
らの誘起電圧が入力平滑コンデンサ40,41の両端電
圧にそれぞれ加算されるが、各巻線33,34に蓄積さ
れたエネルギーが全て放出されるまで、各巻線33,3
4の電流が入力平滑コンデンサ40,41に流れ続け
る。また、各巻線33,34の電流が第3、第5の巻線
13,30を流れたことにより、1次巻線12を経てス
イッチ素子18及び抵抗19に流れる電流は減少する。
各巻線33,34に蓄積されたエネルギーが全て放出さ
れ、各巻線33,34の電流がゼロになると、商用交流
電源1に帰還しようとする電流は、全波整流器2により
阻止される。上述の動作により、第1のインダクタ部3
2に流れる電流は、全波整流器2を介して商用交流電源
1からの入力電流となり、入力電流の導通角を広げる。
When the switch element 18 is turned on, the third,
The induced voltages generated in the fifth windings 13 and 30 are inverted, and the induced voltages are added to the voltages across the input smoothing capacitors 40 and 41, respectively, but all the energy stored in the windings 33 and 34 is discharged. Until each winding 33,3
4 continues to flow through the input smoothing capacitors 40 and 41. Further, the current flowing through the third and fifth windings 13 and 30 through the windings 33 and 34 reduces the current flowing through the primary winding 12 to the switching element 18 and the resistor 19.
When all the energy stored in each of the windings 33 and 34 is released and the current in each of the windings 33 and 34 becomes zero, the current that is going to be fed back to the commercial AC power supply 1 is blocked by the full-wave rectifier 2. By the operation described above, the first inductor unit 3
2 becomes an input current from the commercial AC power supply 1 via the full-wave rectifier 2, and widens the conduction angle of the input current.

【0096】次に、交流入力の入力電圧が低くスイッチ
素子32をオンにして、交流入力の倍電圧整流を行う場
合での動作について説明する。スイッチ素子17がオフ
になると、トランス44の第3の巻線13には、入力平
滑コンデンサ40の両端電圧を減ずる方向に誘起電圧が
発生し、第5の巻線30には、入力平滑コンデン41の
両端電圧を減ずる方向に誘起電圧が発生する。このこと
により、商用交流電源1の交流入力を全波整流器2によ
り整流した後の電圧よりも低い電圧によって、第1のイ
ンダクタ部32の巻線34に電流が流れ、入力平滑コン
デンサ40を充電して巻線34にエネルギーを蓄積する
状態と、第1のインダクタ部32の巻線33に電流が流
れ、入力平滑コンデンサ41を充電して巻線33にエネ
ルギーを蓄積する状態とが、商用交流電源1の電圧の正
負半周期毎に、交互に繰り返される。また、電流が第
3、第5の巻線13,30に流れたことにより、その結
果として、トランス44の制御出力巻線15及び非制御
出力巻線16から第1、第2の整流平滑回路22,26
を介して第1、第2の負荷23,27にそれぞれ供給す
る電流は減少する。しかしながら、第1の負荷23への
出力電圧は、制御回路28によるスイッチ素子18のオ
ン、オフの動作により一定の電圧となるよう制御され
る。
Next, the operation in the case where the input voltage of the AC input is low and the switch element 32 is turned on to perform the voltage doubler rectification of the AC input will be described. When the switch element 17 is turned off, an induced voltage is generated in the third winding 13 of the transformer 44 in a direction to reduce the voltage between both ends of the input smoothing capacitor 40, and an input smoothing capacitor 41 is applied to the fifth winding 30. An induced voltage is generated in a direction to decrease the voltage between both ends. As a result, a current flows through the winding 34 of the first inductor section 32 by a voltage lower than the voltage obtained by rectifying the AC input of the commercial AC power supply 1 by the full-wave rectifier 2, and the input smoothing capacitor 40 is charged. The state in which the energy is stored in the windings 34 and the state in which a current flows through the windings 33 of the first inductor section 32 to charge the input smoothing capacitor 41 and store the energy in the windings 33 are different from each other. It is alternately repeated every positive and negative half cycle of one voltage. In addition, since the current flows through the third and fifth windings 13 and 30, as a result, the first and second rectifying / smoothing circuits are output from the control output winding 15 and the non-control output winding 16 of the transformer 44. 22, 26
, The current supplied to the first and second loads 23 and 27 respectively decreases. However, the output voltage to the first load 23 is controlled to be a constant voltage by the control circuit 28 turning on and off the switch element 18.

【0097】スイッチ素子18がオンになると、第3、
第5の巻線13,30に生じる誘起電圧は反転し、それ
らの誘起電圧が入力平滑コンデンサ40,41の両端電
圧にそれぞれ加算される。しかしながら、第1のインダ
クタ部32の巻線33に蓄積されたエネルギーが全て放
出されるまで、巻線33の電流が入力平滑コンデンサ4
1に流れ続ける状態と、第1のインダクタ部32の巻線
34に蓄積されたエネルギーが全て放出されるまで、巻
線34の電流が入力平滑コンデンサ40に流れ続ける状
態とが、商用交流電源1の電圧の正負半周期毎に、交互
に繰り返される。また、トランス44の第3、第5の巻
線13,30を電流が流れたことにより、1次巻線12
を経てスイッチ素子18及び抵抗19に流れる電流は減
少する。各巻線33,34に蓄積されたエネルギーが全
て放出され、各巻線33,34の電流がゼロになると、
商用交流電源1に帰還しようとする電流は、全波整流器
2により阻止される。上述の動作により、商用交流電源
1の電圧の正負半周期毎に、第1のインダクタ部32の
巻線33、及び34に流れる電流は、全波整流器2のダ
イオード3、及び4をそれそれ介して商用交流電源1か
らの入力電流となり、入力電流の導通角を広げる。尚、
商用交流電源1の電圧の正負半周期毎に、第1のインダ
クタ部32の巻線33,34の電流が交互にしか流れな
い理由は、第3、第5の巻線13,30に絶えず誘起電
圧が発生しても、入力電圧が商用交流電源1から巻線3
3または巻線34に交互に印加されるためである。
When the switch element 18 is turned on, the third,
The induced voltages generated in the fifth windings 13 and 30 are inverted, and the induced voltages are added to the voltages across the input smoothing capacitors 40 and 41, respectively. However, until all the energy stored in the winding 33 of the first inductor section 32 is released, the current of the winding 33
1 and the state where the current of the winding 34 continues to flow through the input smoothing capacitor 40 until all the energy stored in the winding 34 of the first inductor 32 is released. Are alternately repeated for every positive and negative half cycle of the voltage. In addition, when current flows through the third and fifth windings 13 and 30 of the transformer 44, the primary winding 12
, The current flowing through the switch element 18 and the resistor 19 decreases. When all the energy stored in each of the windings 33 and 34 is released and the current in each of the windings 33 and 34 becomes zero,
The current that is going to return to the commercial AC power supply 1 is blocked by the full-wave rectifier 2. By the above-described operation, the current flowing through the windings 33 and 34 of the first inductor unit 32 passes through the diodes 3 and 4 of the full-wave rectifier 2 every positive and negative half cycles of the voltage of the commercial AC power supply 1. As a result, the input current from the commercial AC power supply 1 is generated, and the conduction angle of the input current is increased. still,
The reason that the currents of the windings 33 and 34 of the first inductor section 32 flow only alternately every positive and negative half cycles of the voltage of the commercial AC power supply 1 is that the currents are constantly induced in the third and fifth windings 13 and 30. Even if a voltage is generated, the input voltage is
3 or the winding 34.

【0098】以上のように、本実施例のスイッチング電
源装置では、スイッチ素子42をオン、オフすることに
よって、商用交流電源1の交流入力を倍電圧整流、また
は全波整流している。このことにより、本実施例のスイ
ッチング電源装置は、上述の第2の実施例のものと同様
に、交流入力の入力電圧の変動範囲が大きい場合でも、
スイッチ素子18、ダイオード20,24の通過電流と
耐圧はほぼ同じ値となる。このため、これらのスイッチ
素子18、ダイオード20,24に大電流で高耐圧なも
のを用いることなく、全世界で使用されている商用交流
に対応可能なスイッチング電源装置を構成することがで
きる。さらに、スイッチ素子18のオフの期間におい
て、第1のインダクタ部32の巻線33及び34に流れ
る電流が第3の巻線13及び第5の巻線30を経て制御
出力巻線15及び非制御出力巻線16にスイッチ素子1
8のオフの期間中流れ続ける。このため、トランス44
の制御出力巻線15と非制御出力巻線16に伝達される
巻線33及び34の電流の電流成分がオフの期間全体に
影響し、第1の負荷23への出力電圧と第2の負荷27
への出力電圧に発生する商用交流のリップル電圧も両方
に発生し、制御回路28のゲインを大きくして商用交流
のリップル電圧を抑制しても、両方の出力電圧の商用交
流のリップル電圧を同時に小さくすることができる。
As described above, in the switching power supply of this embodiment, the AC input of the commercial AC power supply 1 is double-voltage rectified or full-wave rectified by turning on and off the switch element 42. As a result, the switching power supply device of the present embodiment, even in the case where the fluctuation range of the AC input voltage is large, is
The passing current and the breakdown voltage of the switch element 18 and the diodes 20 and 24 have substantially the same value. Therefore, it is possible to configure a switching power supply device that is compatible with commercial AC used worldwide, without using a large current and a high withstand voltage for the switch element 18 and the diodes 20 and 24. Further, during the OFF period of the switch element 18, the current flowing through the windings 33 and 34 of the first inductor section 32 passes through the third winding 13 and the fifth winding 30, and the control output winding 15 and the uncontrolled Switch element 1 in output winding 16
8 keeps flowing during off period. Therefore, the transformer 44
The current components of the currents of the windings 33 and 34 transmitted to the control output winding 15 and the non-control output winding 16 affect the entire off period, and the output voltage to the first load 23 and the second load 27
The ripple voltage of the commercial AC generated in the output voltage to both the AC voltage and the AC voltage ripple is suppressed. Can be smaller.

【0099】《第5の実施例》図9は、本発明の第5の
実施例であるスイッチング電源装置の構成を示すブロッ
ク図である。この実施例では、スイッチング電源装置の
構成において、トランスの第5の巻線30から制御回路
28にバイアス電圧を供給する構成とした。それ以外の
各部は、第1の実施例のものと同様であるのでそれらの
重複した説明は省略する。図9に示すように、トランス
45の電源側には、1次巻線12と、1次巻線12に接
続された第5、第6の巻線30,31が設けられてい
る。第5の巻線30は、スイッチ素子18がオフしたと
き、誘起電圧が入力平滑コンデンサ17の両端電圧を減
ずる方向に発生するよう1次巻線12に接続されてい
る。一方、第6の巻線31は、スイッチ素子18がオフ
したとき、誘起電圧が入力平滑コンデンサ17の両端電
圧を増加する方向に発生するよう1次巻線12に接続さ
れている。全波整流器2の負出力には、第3のダイオー
ド38、第3のインダクタ46、及び第5の巻線30が
順次直列に接続された直列接続体と、第4のダイオード
39、第4のインダクタ47、及び第6の巻線31が順
次直列に接続された直列接続体との並列回路pcc’の
一端が接続されている。トランス45の第5の巻線30
の両端には、ダイオード48、及びコンデンサ49から
なる整流平滑回路が接続されている。制御回路28を動
作するために、コンデンサ49の両端電圧が、バイアス
電圧として制御回路28に供給される。このように構成
することにより、本実施例のスイッチング電源装置で
は、スイッチ素子18のオフ時に発生するトランス45
の第5の巻線30の誘起電圧をダイオード48、及びコ
ンデンサ49により整流平滑して、バイアス電圧として
制御回路28に供給することができる。このため、上記
バイアス電圧を供給するための構成、例えばトランスの
電源側に設けられるバイアス巻線を省略することができ
る。トランス45の第5の巻線30の誘起電圧は、トラ
ンス45の制御出力巻線15の出力電圧に比例するの
で、上記バイアス電圧としてほぼ一定の電圧を制御回路
28に供給可能となる。
<< Fifth Embodiment >> FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the switching power supply device, a bias voltage is supplied from the fifth winding 30 of the transformer to the control circuit 28. The other parts are the same as those of the first embodiment, and the duplicated description thereof will be omitted. As shown in FIG. 9, a primary winding 12 and fifth and sixth windings 30 and 31 connected to the primary winding 12 are provided on the power supply side of the transformer 45. The fifth winding 30 is connected to the primary winding 12 so that when the switch element 18 is turned off, an induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage across the input smoothing capacitor 17. On the other hand, the sixth winding 31 is connected to the primary winding 12 so that when the switch element 18 is turned off, an induced voltage is generated in a direction to increase the voltage across the input smoothing capacitor 17. The negative output of the full-wave rectifier 2 includes a series connection body in which a third diode 38, a third inductor 46, and a fifth winding 30 are connected in series, a fourth diode 39, a fourth One end of a parallel circuit pcc ′ is connected to the inductor 47 and a series connection body in which the sixth winding 31 is sequentially connected in series. Fifth winding 30 of transformer 45
Is connected to a rectifying / smoothing circuit composed of a diode 48 and a capacitor 49. To operate the control circuit 28, the voltage across the capacitor 49 is supplied to the control circuit 28 as a bias voltage. With this configuration, in the switching power supply of the present embodiment, the transformer 45 generated when the switch element 18 is turned off is provided.
Can be rectified and smoothed by the diode 48 and the capacitor 49 and supplied to the control circuit 28 as a bias voltage. Therefore, a configuration for supplying the bias voltage, for example, a bias winding provided on the power supply side of the transformer can be omitted. Since the induced voltage of the fifth winding 30 of the transformer 45 is proportional to the output voltage of the control output winding 15 of the transformer 45, a substantially constant voltage can be supplied to the control circuit 28 as the bias voltage.

【0100】《第6の実施例》図10は、本発明の第6
の実施例であるスイッチング電源装置の構成を示すブロ
ック図である。この実施例では、スイッチング電源装置
の構成において、トランスの第5の巻線30から制御回
路にバイアス電圧を供給する構成とした。それ以外の各
部は、第2の実施例のものと同様であるのでそれらの重
複した説明は省略する。図10に示すように、トランス
29の第5の巻線30の両端には、ダイオード48、及
びコンデンサ49からなる整流平滑回路が接続されてい
る。制御回路28を動作するために、コンデンサ49の
両端電圧が、バイアス電圧として制御回路28に供給さ
れる。このように構成することにより、本実施例のスイ
ッチング電源装置では、スイッチ素子18のオフ時に発
生するトランス29の第5の巻線30の誘起電圧をダイ
オード48、及びコンデンサ49により整流平滑して、
バイアス電圧として制御回路28に供給することができ
る。このため、上記バイアス電圧を供給するための構
成、例えばトランスの電源側に設けられるバイアス巻線
を省略することができる。トランス29の第5の巻線3
0の誘起電圧は、トランス29の制御出力巻線15の出
力電圧に比例するので、上記バイアス電圧としてほぼ一
定の電圧を制御回路28に供給可能となる。
<< Sixth Embodiment >> FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the switching power supply device, a configuration is adopted in which a bias voltage is supplied from the fifth winding 30 of the transformer to the control circuit. The other parts are the same as those of the second embodiment, and the duplicated description thereof will be omitted. As shown in FIG. 10, a rectifying / smoothing circuit including a diode 48 and a capacitor 49 is connected to both ends of the fifth winding 30 of the transformer 29. To operate the control circuit 28, the voltage across the capacitor 49 is supplied to the control circuit 28 as a bias voltage. With this configuration, in the switching power supply of the present embodiment, the induced voltage of the fifth winding 30 of the transformer 29 generated when the switch element 18 is turned off is rectified and smoothed by the diode 48 and the capacitor 49,
It can be supplied to the control circuit 28 as a bias voltage. Therefore, a configuration for supplying the bias voltage, for example, a bias winding provided on the power supply side of the transformer can be omitted. Fifth winding 3 of transformer 29
Since the induced voltage of 0 is proportional to the output voltage of the control output winding 15 of the transformer 29, a substantially constant voltage can be supplied to the control circuit 28 as the bias voltage.

【0101】《第7の実施例》図11は、本発明の第7
の実施例であるスイッチング電源装置の構成を示すブロ
ック図である。この実施例では、スイッチング電源装置
の構成において、トランスの第5の巻線30から制御回
路28にバイアス電圧を供給する構成とした。それ以外
の各部は、第3の実施例のものと同様であるのでそれら
の重複した説明は省略する。図11に示すように、トラ
ンス50の電源側には、1次巻線12と1次巻線12に
接続された第5の巻線30が設けられている。第5の巻
線30は、スイッチ素子18がオフしたとき、誘起電圧
が入力平滑コンデンサ17の両端電圧を減ずる方向に発
生するよう1次巻線12に接続されている。第5の巻線
30の両端には、ダイオード48、及びコンデンサ49
からなる整流平滑回路が接続され、コンデンサ49から
制御回路28にバイアス電圧が供給される。全波整流器
2の負出力には、第3のインダクタ46、及び第5の巻
線30が順次直列に接続されている。このように構成す
ることにより、本実施例のスイッチング電源装置では、
スイッチ素子18のオフ時に発生するトランス50の第
5の巻線30の誘起電圧をダイオード48、及びコンデ
ンサ49により整流平滑して、バイアス電圧として制御
回路28に供給することができる。このため、上記バイ
アス電圧を供給するための構成、例えばトランスの電源
側に設けられるバイアス巻線を省略することができる。
トランス50の第5の巻線30の誘起電圧は、トランス
50の制御出力巻線15の出力電圧に比例するので、上
記バイアス電圧としてほぼ一定の電圧を制御回路28に
供給可能となる。
<< Seventh Embodiment >> FIG. 11 shows a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the switching power supply device, a bias voltage is supplied from the fifth winding 30 of the transformer to the control circuit 28. The other parts are the same as those of the third embodiment, and the duplicated description thereof will be omitted. As shown in FIG. 11, on the power supply side of the transformer 50, a primary winding 12 and a fifth winding 30 connected to the primary winding 12 are provided. The fifth winding 30 is connected to the primary winding 12 so that when the switch element 18 is turned off, an induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage across the input smoothing capacitor 17. A diode 48 and a capacitor 49 are provided at both ends of the fifth winding 30.
And a bias voltage is supplied from the capacitor 49 to the control circuit 28. A third inductor 46 and a fifth winding 30 are sequentially connected in series to the negative output of the full-wave rectifier 2. With such a configuration, in the switching power supply of the present embodiment,
The induced voltage of the fifth winding 30 of the transformer 50 generated when the switch element 18 is turned off can be rectified and smoothed by the diode 48 and the capacitor 49 and supplied to the control circuit 28 as a bias voltage. Therefore, a configuration for supplying the bias voltage, for example, a bias winding provided on the power supply side of the transformer can be omitted.
Since the induced voltage of the fifth winding 30 of the transformer 50 is proportional to the output voltage of the control output winding 15 of the transformer 50, a substantially constant voltage can be supplied to the control circuit 28 as the bias voltage.

【0102】《第8の実施例》図12は、本発明の第8
の実施例であるスイッチング電源装置の構成を示すブロ
ック図である。この実施例では、スイッチング電源装置
の構成において、トランスの第5の巻線30から制御回
路28にバイアス電圧を供給する構成とした。それ以外
の各部は、第4の実施例のものと同様であるのでそれら
の重複した説明は省略する。図12に示すように、トラ
ンス44の第5の巻線30の両端には、ダイオード4
8、及びコンデンサ49からなる整流平滑回路が接続さ
れている。制御回路28を動作するために、コンデンサ
49の両端電圧が、バイアス電圧として制御回路28に
供給される。このように構成することにより、本実施例
のスイッチング電源装置では、スイッチ素子18のオフ
時に発生するトランス44の第5の巻線30の誘起電圧
をダイオード48、及びコンデンサ49により整流平滑
して、バイアス電圧として制御回路28に供給すること
ができる。このため、上記バイアス電圧を供給するため
の構成、例えばトランスの電源側に設けられるバイアス
巻線を省略することができる。トランス44の第5の巻
線30の誘起電圧は、トランス44の制御出力巻線15
の出力電圧に比例するので、上記バイアス電圧としてほ
ぼ一定の電圧を制御回路28に供給可能となる。
<< Eighth Embodiment >> FIG. 12 shows an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the switching power supply device, a bias voltage is supplied from the fifth winding 30 of the transformer to the control circuit 28. The other parts are the same as those of the fourth embodiment, and the duplicated description thereof will be omitted. As shown in FIG. 12, a diode 4 is connected to both ends of the fifth winding 30 of the transformer 44.
8, and a rectifying / smoothing circuit composed of a capacitor 49 are connected. To operate the control circuit 28, the voltage across the capacitor 49 is supplied to the control circuit 28 as a bias voltage. With this configuration, in the switching power supply device of the present embodiment, the induced voltage of the fifth winding 30 of the transformer 44 generated when the switch element 18 is turned off is rectified and smoothed by the diode 48 and the capacitor 49, It can be supplied to the control circuit 28 as a bias voltage. Therefore, a configuration for supplying the bias voltage, for example, a bias winding provided on the power supply side of the transformer can be omitted. The induced voltage of the fifth winding 30 of the transformer 44 is controlled by the control output winding 15 of the transformer 44.
, It is possible to supply a substantially constant voltage to the control circuit 28 as the bias voltage.

【0103】上記第1乃至第8の実施例では、1つのス
イッチ素子18を用いた、いわゆる一石式の構成につい
て説明したが、第1のスイッチ素子、1次巻線12、及
び第2のスイッチ素子が順次直列に接続された直列回路
を入力平滑コンデンサ17又は直列に接続された2つの
入力平滑コンデンサ40,41の両端に接続し、かつ第
1のスイッチ素子と1次巻線12の接続点と入力平滑コ
ンデンサ17又は2つの入力平滑コンデンサ40,41
の負端子との間にダイオードを接続し、1次巻線12と
前記第2のスイッチ素子との接続点と入力平滑コンデン
サ17又は2つの入力平滑コンデンサ40,41の正端
子との間に別のダイオードを接続した構成、いわゆる多
石式の構成でも同様の効果が得られる。また、上記第1
乃至第8の実施例では、第3乃至第6の各巻線を1次巻
線12に接続する構成について説明したが、トランスの
他の巻線、例えば1次巻線12の途中または一端に引き
出し端子を設けることにより、第3乃至第6の巻線の少
なくとも1つの巻線とトランスの他の巻線の少なくとも
一部分の巻線とが共通になるように構成してもよい。さ
らに、第1、第2の各整流平滑回路22,26が、コン
デンサインプット方式であって、出力の伝達がスイッチ
素子18のオフで行われる、いわゆるフライバック方式
により構成されたものについて説明したが、チョークイ
ンプット方式であって、出力の伝達がスイッチ素子18
のオンで行われる、いわゆるフォワード方式により各整
流平滑回路22,26を構成してもよい。さらに、制御
回路28は、第1の負荷23への出力電圧を検出して一
定の電圧となるようにスイッチ素子18をオン、オフさ
せる構成について説明したが、固定周波数を用いてスイ
ッチ素子18のオン、オフ比を変化させる他励式、ある
いは、1次巻線12の励磁をリセットするタイミングを
検出してスイッチ素子18のオン、オフ比を変化させる
自励式の構成でも同様の効果が得られる。さらに、トラ
ンスの負荷側に設けられる2次巻線(出力巻線)が、制
御出力巻線15及び非制御出力巻線16により構成され
た多出力可能な構成について説明したが、2次巻線が一
つの単出力の構成でも同様の効果が得られる。
In the first to eighth embodiments, the so-called one-piece configuration using one switch element 18 has been described. However, the first switch element, the primary winding 12, and the second switch A series circuit in which elements are sequentially connected in series is connected to both ends of the input smoothing capacitor 17 or two input smoothing capacitors 40 and 41 connected in series, and a connection point between the first switch element and the primary winding 12. And the input smoothing capacitor 17 or two input smoothing capacitors 40 and 41
Is connected between the primary winding 12 and the connection point between the second switch element and the input smoothing capacitor 17 or the positive terminals of the two input smoothing capacitors 40 and 41. The same effect can be obtained in a configuration in which the above-mentioned diodes are connected, that is, in a so-called multi-stone configuration. In addition, the first
In the eighth to eighth embodiments, the configuration in which the third to sixth windings are connected to the primary winding 12 has been described. However, the winding is drawn to another winding of the transformer, for example, in the middle or one end of the primary winding 12. By providing the terminal, at least one of the third to sixth windings and at least a part of the other windings of the transformer may be configured to be common. Furthermore, the first and second rectifying / smoothing circuits 22 and 26 are of the capacitor input type, and the output is transmitted when the switch element 18 is turned off. , A choke input system, and the transmission of the output
Each of the rectifying and smoothing circuits 22 and 26 may be configured by a so-called forward method performed when the switch is turned on. Further, the configuration has been described in which the control circuit 28 detects the output voltage to the first load 23 and turns on and off the switch element 18 so as to have a constant voltage. The same effect can be obtained by a separately-excited type in which the ON / OFF ratio is changed, or a self-excited type in which the ON / OFF ratio of the switch element 18 is changed by detecting the timing of resetting the excitation of the primary winding 12. Furthermore, the configuration in which the secondary winding (output winding) provided on the load side of the transformer is configured by the control output winding 15 and the non-control output winding 16 to enable multiple outputs has been described. However, the same effect can be obtained with a single output configuration.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上のように、本発明のスイッチング電
源装置では、トランスの1次巻線と1次巻線に直列に接
続され、トランスの出力を制御するためのスイッチ素子
とを平滑コンデンサの両端に設けている。さらに、上記
平滑コンデンサがオフするとき、誘起電圧が平滑コンデ
ンサの両端電圧を減ずる方向に発生する巻線を1次巻線
に接続して、交流電源に接続された全波整流器にインダ
クタを介して上記巻線を接続している。このことによ
り、交流電源からのエネルギーをインダクタに蓄え、蓄
えられたエネルギーによって流れる電流を交流入力に重
畳して、交流電源より全波整流器に流れ込む入力電流の
導通角を広げ、かつ高力率にすることができる。さら
に、インダクタに蓄えられたエネルギーによって当該イ
ンダクタから流れるインダクタの電流は、スイッチ素子
のオンの期間に減少してオンの期間中にゼロになるた
め、スイッチ素子を流れるインダクタの電流の電流成分
の影響もまたスイッチング電流のピークまでに無くな
る。その結果、インダクタの電流の減少により、1次巻
線を流れる電流に重畳されるインダクタの電流の電流成
分も小さくなる。このため、スイッチ素子を流れるスイ
ッチング電流の大部分が、トランスの出力電流で定まる
検出すべき電流の電流成分により占められ、過電流の制
限値の設定精度及び過電流制御の安定性を向上すること
ができる。さらに、スイッチ素子のオフの期間におい
て、インダクタに流れる電流がトランスの巻線を経て制
御出力巻線及び非制御出力巻線にスイッチ素子のオフの
期間中流れ続ける。このため、トランスの2次巻線に伝
達されるインダクタの電流の電流成分がオフの期間全体
に影響し、トランス内の各巻線の結合が異なることによ
る出力電圧のリップル電圧成分を小さくすることができ
る。
As described above, in the switching power supply according to the present invention, the primary winding of the transformer and the switch element for controlling the output of the transformer, which are connected in series to the primary winding, include a smoothing capacitor. It is provided at both ends. Furthermore, when the smoothing capacitor is turned off, a winding in which an induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage between both ends of the smoothing capacitor is connected to the primary winding, and a full-wave rectifier connected to an AC power supply is connected via an inductor. The above windings are connected. As a result, the energy from the AC power supply is stored in the inductor, the current flowing from the stored energy is superimposed on the AC input, the conduction angle of the input current flowing from the AC power supply into the full-wave rectifier is increased, and the power factor is increased. can do. Furthermore, the current of the inductor flowing from the inductor due to the energy stored in the inductor decreases during the ON period of the switch element and becomes zero during the ON period. Also disappears by the peak of the switching current. As a result, the current component of the inductor current superimposed on the current flowing through the primary winding also decreases due to the decrease in the inductor current. Therefore, most of the switching current flowing through the switching element is occupied by the current component of the current to be detected, which is determined by the output current of the transformer, thereby improving the setting accuracy of the overcurrent limit value and the stability of the overcurrent control. Can be. Furthermore, during the off period of the switch element, the current flowing through the inductor continues to flow through the transformer winding to the control output winding and the non-control output winding during the off period of the switch element. For this reason, the current component of the inductor current transmitted to the secondary winding of the transformer affects the entire OFF period, and the ripple voltage component of the output voltage due to the different coupling of each winding in the transformer can be reduced. it can.

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

【図1】本発明の第1の実施例であるスイッチング電源
装置の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例のスイッチング電源装置の動作時
での各部の電圧波形及び電流波形を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing a voltage waveform and a current waveform of each part during operation of the switching power supply device of the first embodiment.

【図3】第1の実施例のスイッチング電源装置の動作時
での各部の電流波形を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing current waveforms at various points during operation of the switching power supply device according to the first embodiment.

【図4】本発明の第2の実施例であるスイッチング電源
装置の構成を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例であるスイッチング電源
装置の構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】第3の実施例のスイッチング電源装置の動作時
での各部の電圧波形及び電流波形を示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing a voltage waveform and a current waveform of each part when the switching power supply device of the third embodiment operates.

【図7】第3の実施例のスイッチング電源装置の動作時
での各部の電流波形を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing current waveforms at various points during operation of the switching power supply device according to the third embodiment.

【図8】本発明の第4の実施例であるスイッチング電源
装置の構成を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5の実施例であるスイッチング電源
装置の構成を示すブロック図。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6の実施例であるスイッチング電
源装置の構成を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第7の実施例であるスイッチング電
源装置の構成を示すブロック図。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第8の実施例であるスイッチング電
源装置の構成を示すブロック図。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a switching power supply device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図13】第1の従来例のスイッチング電源装置の構成
を示すブロック図。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a first conventional switching power supply device.

【図14】第1の従来例のスイッチング電源装置の動作
時での各部の電圧波形及び電流波形を示すグラフ。
FIG. 14 is a graph showing a voltage waveform and a current waveform of each unit when the switching power supply device of the first conventional example operates.

【図15】第1の従来例のスイッチング電源装置の動作
時での各部の電流波形を示すグラフ。
FIG. 15 is a graph showing current waveforms at various points during operation of the first conventional switching power supply device.

【図16】第2の従来例のスイッチング電源装置の構成
を示すブロック図。
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a second conventional switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 商用交流電源 2 全波整流器 7、9、38、39 ダイオード 8、10、33、34、36、37 インダクタ 11、29、43、44、45、50 トランス 12 1次巻線 13 第3の巻線 14 第4の巻線 17、40、41 平滑コンデンサ 18 第1のスイッチ
素子 28 制御回路 30 第5の巻線 31 第6の巻線 42 第2のスイッチ
素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial AC power supply 2 Full-wave rectifier 7, 9, 38, 39 Diode 8, 10, 33, 34, 36, 37 Inductor 11, 29, 43, 44, 45, 50 Transformer 12 Primary winding 13 Third winding Line 14 fourth winding 17, 40, 41 smoothing capacitor 18 first switch element 28 control circuit 30 fifth winding 31 sixth winding 42 second switching element

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源側に接続された1次巻線、負荷側に
接続された2次巻線、及び電源側に接続された第3、第
4の巻線を少なくとも有するトランス、 交流電源に接続された全波整流器の出力端子、 前記全波整流器の出力端子間に設けられ、第1のダイオ
ード、第1のインダクタ、及び前記第3の巻線を順次直
列に接続した第1の直列接続体と第2のダイオード、第
2のインダクタ、及び前記第4の巻線を順次直列に接続
した第2の直列接続体とが並列に接続された並列回路、 一端が前記並列回路を介して全波整流器の一方の出力端
子に接続され、他端が全波整流器の他方の出力端子に接
続された平滑コンデンサ、 前記1次巻線に直列に接続され、1次巻線とともに平滑
コンデンサの両端に設けられたスイッチ素子、及び前記
スイッチ素子のオン、オフ動作を制御する制御回路を備
え、 前記第3、第4の巻線が、スイッチ素子がオンしたとき
誘起電圧が互いに逆方向に発生するように、1次巻線に
接続されていることを特徴とするスイッチング電源装
置。
A transformer having at least a primary winding connected to a power supply, a secondary winding connected to a load, and third and fourth windings connected to the power supply; An output terminal of the connected full-wave rectifier, a first series connection provided between the output terminals of the full-wave rectifier and sequentially connecting a first diode, a first inductor, and the third winding in series A parallel circuit in which a body, a second diode, a second inductor, and a second series connection body in which the fourth winding is sequentially connected in series are connected in parallel. A smoothing capacitor connected to one output terminal of the wave rectifier and the other end connected to the other output terminal of the full-wave rectifier, connected in series to the primary winding and connected to both ends of the smoothing capacitor together with the primary winding Provided switch element, and the switch element A control circuit for controlling on / off operation, wherein the third and fourth windings are connected to the primary winding such that induced voltages are generated in opposite directions when the switch element is turned on. A switching power supply device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記制御回路を動作するためのバイアス
電圧が、前記第3、第4の巻線のうち、スイッチ素子が
オフしたとき平滑コンデンサの両端電圧を減ずる方向に
誘起電圧が発生する一方の巻線から供給されることを特
徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
2. A bias voltage for operating the control circuit is such that an induced voltage is generated in such a direction as to reduce a voltage across a smoothing capacitor when a switch element of the third and fourth windings is turned off. The switching power supply according to claim 1, wherein the switching power supply is supplied from the winding of (1).
【請求項3】 前記第3、第4の巻線の少なくとも一つ
の巻線とトランスの他の巻線の少なくとも一部分の巻線
とが共通であることを特徴とする請求項1に記載のスイ
ッチング電源装置。
3. The switching device according to claim 1, wherein at least one of the third and fourth windings and at least a part of other windings of the transformer are common. Power supply.
【請求項4】 電源側に接続された1次巻線、負荷側に
接続された2次巻線、及び電源側に接続された第3、第
4、第5、第6の巻線を少なくとも有するトランス、 交流電源に接続された全波整流器の出力端子、 互いに加極性に結合された第1、第2のインダクタ、 互いに加極性に結合された第3、第4のインダクタ、 前記全波整流器の一方の出力端子に接続され、第1のダ
イオード、前記第1のインダクタ、及び前記第3の巻線
を順次直列に接続した第1の直列接続体と第2のダイオ
ード、前記第3のインダクタ、及び前記第4の巻線を順
次直列に接続した第2の直列接続体とが並列に接続され
た第1の並列回路、 前記全波整流器の他方の出力端子に接続され、第3のダ
イオード、前記第4のインダクタ、及び前記第5の巻線
を順次直列に接続した第3の直列接続体と第4のダイオ
ード、前記第2のインダクタ、及び前記第6の巻線を順
次直列に接続した第4の直列接続体とが並列に接続され
た第2の並列回路、 直列に接続され、一端が前記第1の並列回路を介して全
波整流器の一方の出力端子に接続され、他端が前記第2
の並列回路を介して全波整流器の他方の出力端子に接続
された第1、第2の平滑コンデンサ、 前記1次巻線に直列に接続され、1次巻線とともに第
1、第2の平滑コンデンサの両端に設けられた第1のス
イッチ素子、 前記第1、第2の平滑コンデンサの接続点と前記交流電
源の一端との間に接続された第2のスイッチ素子、及び
前記第1のスイッチ素子のオン、オフ動作を制御する制
御回路を備え、 前記第3、第4の巻線が第1のスイッチ素子がオンした
とき誘起電圧が互いに逆方向に発生するように、1次巻
線に接続され、かつ第5、第6の巻線が第1のスイッチ
素子がオンしたとき誘起電圧が互いに逆方向に発生する
ように、1次巻線に接続されていることを特徴とするス
イッチング電源装置。
4. At least a primary winding connected to a power supply side, a secondary winding connected to a load side, and third, fourth, fifth, and sixth windings connected to a power supply side. An output terminal of a full-wave rectifier connected to an AC power supply; first and second inductors coupled to each other in polarities; third and fourth inductors coupled to each other in polarities; A first series connected body, a second diode, and a third inductor, which are connected to one output terminal of the first series, and sequentially connect a first diode, the first inductor, and the third winding in series. A first parallel circuit in which the fourth winding is connected in series with a second series connection body in which the fourth winding is connected in series; a third diode connected to the other output terminal of the full-wave rectifier; , The fourth inductor, and the fifth winding in series A second parallel connection in which a connected third series connection is connected in parallel with a fourth diode, the second inductor, and a fourth series connection in which the sixth winding is sequentially connected in series. A circuit, one end of which is connected to one output terminal of the full-wave rectifier via the first parallel circuit, and the other end of which is connected to the second
A first and a second smoothing capacitor connected to the other output terminal of the full-wave rectifier via a parallel circuit of the first and second primary windings; a first and a second smoothing capacitor connected in series with the primary winding; A first switch element provided at both ends of the capacitor, a second switch element connected between a connection point of the first and second smoothing capacitors and one end of the AC power supply, and the first switch A control circuit for controlling on / off operations of the elements, wherein the third and fourth windings are connected to the primary winding such that induced voltages are generated in opposite directions when the first switch element is turned on. And a fifth and a sixth winding connected to the primary winding so that induced voltages are generated in opposite directions when the first switch element is turned on. apparatus.
【請求項5】 前記制御回路を動作するためのバイアス
電圧が、前記第3、第4の巻線、または第5、第6の巻
線のうち、第1のスイッチ素子がオフしたとき第1、第
2の平滑コンデンサの両端電圧を減ずる方向に誘起電圧
が発生する一方の巻線から供給されることを特徴とする
請求項4に記載のスイッチング電源装置。
5. A bias voltage for operating the control circuit is set to a first voltage when a first switch element of the third and fourth windings or the fifth and sixth windings is turned off. 5. The switching power supply device according to claim 4, wherein the induced voltage is supplied from one of the windings in which the induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage between both ends of the second smoothing capacitor.
【請求項6】 前記第3乃至第6の巻線の少なくとも一
つの巻線とトランスの他の巻線の少なくとも一部分の巻
線とが共通であることを特徴とする請求項4に記載のス
イッチング電源装置。
6. The switching according to claim 4, wherein at least one of the third to sixth windings and at least a part of other windings of the transformer are common. Power supply.
【請求項7】 電源側に接続された1次巻線、負荷側に
接続された2次巻線、及び電源側に接続された第3の巻
線を少なくとも有するトランス、 交流電源に接続された全波整流器の出力端子、 一端が前記全波整流器の一方の出力端子に接続され、他
端が第3の巻線の一端に接続されたインダクタ、 一端が前記第3の巻線及びインダクタを介して全波整流
器の一方の出力端子に接続され、他端が全波整流器の他
方の出力端子に接続された平滑コンデンサ、 前記1次巻線に直列に接続され、1次巻線とともに平滑
コンデンサの両端に設けられたスイッチ素子、及び前記
スイッチ素子のオン、オフ動作を制御する制御回路を備
え、 前記第3の巻線が、スイッチ素子がオフしたとき誘起電
圧が平滑コンデンサの両端電圧を減ずる方向に発生する
ように、1次巻線に接続されていることを特徴とするス
イッチング電源装置。
7. A transformer having at least a primary winding connected to the power supply side, a secondary winding connected to the load side, and a third winding connected to the power supply side, connected to an AC power supply. An output terminal of the full-wave rectifier, one end of which is connected to one output terminal of the full-wave rectifier, the other end of which is connected to one end of a third winding, and one end of which is connected to the third winding and the inductor. A smoothing capacitor connected to one output terminal of the full-wave rectifier and the other end connected to the other output terminal of the full-wave rectifier; a smoothing capacitor connected in series with the primary winding, A switch element provided at both ends, and a control circuit for controlling on / off operations of the switch element, wherein the third winding is configured such that, when the switch element is turned off, an induced voltage reduces a voltage across the smoothing capacitor. As occurs in The switching power supply apparatus characterized by being connected to the primary winding.
【請求項8】 前記制御回路を動作するためのバイアス
電圧が、前記第3の巻線から供給されることを特徴とす
る請求項7に記載のスイッチング電源装置。
8. The switching power supply according to claim 7, wherein a bias voltage for operating the control circuit is supplied from the third winding.
【請求項9】 前記第3の巻線とトランスの他の巻線の
少なくとも一部分の巻線とが共通であることを特徴とす
る請求項7に記載のスイッチング電源装置。
9. The switching power supply device according to claim 7, wherein the third winding and at least a part of other windings of the transformer are common.
【請求項10】 電源側に接続された1次巻線、負荷側
に接続された2次巻線、及び電源側に接続された第3、
第4の巻線を少なくとも有するトランス、 交流電源に接続された全波整流器の出力端子、 一端が前記全波整流器の一方の出力端子に接続され、他
端が第3の巻線の一端に接続された第1のインダクタ、 一端が前記全波整流器の他方の出力端子に接続され、他
端が第4の巻線の一端に接続された第2のインダクタ、 直列に接続され、一端が前記第3の巻線及び第1のイン
ダクタを介して全波整流器の一方の出力端子に接続さ
れ、他端が前記第4の巻線及び第2のインダクタを介し
て全波整流器の他方の出力端子に接続された第1、第2
の平滑コンデンサ、 前記1次巻線に直列に接続され、1次巻線とともに第
1、第2の平滑コンデンサの両端に設けられた第1のス
イッチ素子、 前記第1、第2の平滑コンデンサの接続点と前記交流電
源の一端との間に接続された第2のスイッチ素子、及び
前記第1のスイッチ素子のオン、オフ動作を制御する制
御回路を備え、 前記第3、第4の巻線が、第1のスイッチ素子がオフし
たとき誘起電圧が平滑コンデンサの両端電圧を減ずる方
向に発生するように、1次巻線に接続されていることを
特徴とするスイッチング電源装置。
10. A primary winding connected to the power supply side, a secondary winding connected to the load side, and a third winding connected to the power supply side.
A transformer having at least a fourth winding, an output terminal of a full-wave rectifier connected to an AC power supply, one end connected to one output terminal of the full-wave rectifier, and the other end connected to one end of a third winding; A first inductor, one end of which is connected to the other output terminal of the full-wave rectifier, and the other end of which is connected to one end of a fourth winding. 3 and one output terminal of the full-wave rectifier via the first inductor, and the other end is connected to the other output terminal of the full-wave rectifier via the fourth winding and the second inductor. Connected first and second
A first switch element connected in series with the primary winding and provided at both ends of the first and second smoothing capacitors together with the primary winding; and a first switching element of the first and second smoothing capacitors. A second switch element connected between a connection point and one end of the AC power supply; and a control circuit for controlling on / off operation of the first switch element, wherein the third and fourth windings are provided. However, the switching power supply device is connected to the primary winding such that the induced voltage is generated in a direction to reduce the voltage across the smoothing capacitor when the first switch element is turned off.
【請求項11】 前記制御回路を動作するためのバイア
ス電圧が、前記第3、第4の巻線の一方の巻線から供給
されることを特徴とする請求項10に記載のスイッチン
グ電源装置。
11. The switching power supply device according to claim 10, wherein a bias voltage for operating said control circuit is supplied from one of said third and fourth windings.
【請求項12】 前記第3、第4の巻線の少なくとも一
つの巻線とトランスの他の巻線の少なくとも一部分の巻
線とが共通であることを特徴とする請求項10に記載の
スイッチング電源装置。
12. The switching device according to claim 10, wherein at least one of the third and fourth windings and at least a part of other windings of the transformer are common. Power supply.
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