JPH10337019A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JPH10337019A
JPH10337019A JP9146215A JP14621597A JPH10337019A JP H10337019 A JPH10337019 A JP H10337019A JP 9146215 A JP9146215 A JP 9146215A JP 14621597 A JP14621597 A JP 14621597A JP H10337019 A JPH10337019 A JP H10337019A
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JP
Japan
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voltage
control
output
switching element
circuit
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Pending
Application number
JP9146215A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Nishiyama
知宏 西山
Masanori Ota
真規 太田
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress fluctuation of rising at the time of restart by controlling the control voltage to a constant level at the time of waiting through a high breakdown strength preregulator. SOLUTION: In the switching power supply employing a flyback type converter, the converter comprises a preregulator section 20 for supplying a control circuit with a control voltage controlled to a constant level at the time of starting and waiting, an on/off logic section 30 for controlling the converter to stop under conducting state or restarting the stopping converter, a pulse width modulation control section 40 for controlling the output voltage by regulating the oscillation frequency and the ON interval of a main switching element, and a logic section 50 for controlling the main switching element by processing the output signals from the pulse width modulation control section 40 and the on/off logic section 30. Fluctuation of rising is suppressed at the time of restart by controlling the control voltage to a constant level at the time of waiting.

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、スイッチング電源
に関し、詳しくは待機状態から使用状態に移る時の再起
動特性の改善に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a switching power supply, and more particularly to an improvement in a restart characteristic when a standby state is changed to a use state.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は市販のフライバック型コンバータ
を用いた従来のスイッチング電源の一例を示す構成図で
ある。トランスT1の一次側には高圧直流電圧(DC入
力)が加えられ、一次側の他の一方はIC化されたフラ
イバック型コンバータFCのドレインDに接続され、内
蔵のMOSFETでドライブされる。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional switching power supply using a commercially available flyback type converter. A high-voltage DC voltage (DC input) is applied to the primary side of the transformer T1, and the other side of the primary side is connected to the drain D of the flyback converter FC which is formed into an IC, and is driven by a built-in MOSFET.

【0003】フライバック型コンバータFCは、主スイ
ッチング素子のMOSFETと制御回路を内蔵し、オー
プンドレイン出力の自己バイアスおよび自己保護機能付
きリニヤー制御の電流/デューティーサイクルコンバー
タである。
The flyback type converter FC is a linear / current-cycle converter having a built-in main switching element MOSFET and a control circuit, and having an open-drain output and a self-bias and self-protection function.

【0004】トランスの一次側に並列接続されたツェナ
ーダイオードVR1とダイオードD1で構成されるクラ
ンプ回路は、トランスのリーディングエッジスパイク電
圧を制限するために使用される。
A clamp circuit composed of a Zener diode VR1 and a diode D1 connected in parallel to the primary side of a transformer is used to limit the leading edge spike voltage of the transformer.

【0005】トランスの二次側巻線の出力は、ツェナー
ダイオードD3、コンデンサC2、インダクタンスL
1、コンデンサC3で整流および平滑化され、出力端よ
り直流電圧を得ることができる。
The output of the secondary winding of the transformer is a Zener diode D3, a capacitor C2, and an inductance L.
1. DC voltage can be obtained from the output terminal after being rectified and smoothed by the capacitor C3.

【0006】トランスT1のバイアス巻線の出力は、ダ
イオードD2、抵抗R1、コンデンサC5で整流および
平滑化され、コンバータFCのコントロール端子Pに加
えられる。コンデンサC5にかかる電圧はコンバータF
Cで制御される。
The output of the bias winding of the transformer T1 is rectified and smoothed by a diode D2, a resistor R1, and a capacitor C5, and applied to a control terminal P of a converter FC. The voltage applied to the capacitor C5 is determined by the converter F
Controlled by C.

【0007】コンデンサC5が下限閾値まで放電すると
MOSFETはオフし、制御回路は低電流待機状態とな
る。コンバータに内蔵の高耐圧電流源がオンになり再び
外付けコンデンサC5(全容量をCtとする)を充電し
始めると、図6に示すようにヒステリシスを持ったオー
トリスタートコンパレータは高耐圧電流源がオン/オフ
することによりコントロールピンの電圧(以下コントロ
ール電圧という)Vcを4.7〜5.7Vの間に保持す
る。
When the capacitor C5 discharges to the lower threshold, the MOSFET is turned off, and the control circuit enters a low current standby state. When the high withstand voltage current source built in the converter is turned on and starts charging the external capacitor C5 (the total capacity is Ct) again, the auto-restart comparator having hysteresis as shown in FIG. By turning on / off, the voltage of the control pin (hereinafter referred to as control voltage) Vc is maintained between 4.7 and 5.7V.

【0008】オートリスタート回路には8分周のカウン
タがあり、図6(b)に示すように、MOSFETが8
サイクルの充放電を経過するまでに再びオンすることを
防ぐ。カウンタはオートリスタートのデューティサイク
ルを5%に抑えて、このICの消費電力を制限する。こ
のオートリスタート動作は出力電力が再び制御されるま
で繰り返し行われる。
[0008] The auto-restart circuit has a divide-by-8 counter. As shown in FIG.
It is prevented from turning on again before the charge / discharge cycle ends. The counter limits the power consumption of the IC by keeping the duty cycle of auto-restart to 5%. This auto restart operation is repeatedly performed until the output power is controlled again.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のスイッチング電源における待機状態では、主スイ
ッチング素子を停止させると同時に商用電圧整流後の高
電圧から定電流供給によりICが起動と停止を繰り返す
ため、再起動信号から出力が立ち上がるまでの時間がコ
ントロール電圧Vcの値によってばらつくという問題が
あった。
In the standby state of such a conventional switching power supply, the main switching element is stopped, and at the same time, the IC repeatedly starts and stops by supplying a constant current from a high voltage after commercial voltage rectification. Therefore, there is a problem that the time from the restart signal to when the output rises varies depending on the value of the control voltage Vc.

【0010】本発明の目的は、このような点に鑑み、高
耐圧プリレギュレータにより待機時のコントロール電圧
(本発明ではVccとする)を一定値になるように制御
することにより、再起動時のバラツキを改善することの
できるスイッチング電源を提供することにある。本発明
の他の目的は、待機時のコントロール電圧Vccをスタ
ート電圧より大きく制御電圧より小さい値に制御するこ
とにより、短時間で再起動できるスイッチング電源を提
供することにある。
In view of the above, an object of the present invention is to control the standby control voltage (Vcc in the present invention) to a constant value by a high withstand voltage pre-regulator, so that a restart An object of the present invention is to provide a switching power supply capable of improving the variation. Another object of the present invention is to provide a switching power supply that can be restarted in a short time by controlling the control voltage Vcc during standby to a value higher than the start voltage and lower than the control voltage.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、トランスのバイアス巻線の出力を
受け、トランスの一次巻線に直列接続された主スイッチ
クング素子を駆動するフライバック型コンバータを用い
たスイッチング電源において、前記フライバック型コン
バータは、電源の起動時および通電状態のまま出力電圧
が零となる待機時に、一定に制御したコントロール電圧
を制御回路に供給するプリレギュレータ部と、通電状態
でコンバータを停止させたり停止中のコンバータを再起
動させるための制御を行うオン・オフロジック部と、発
振周波数および主スイッチング素子のオン期間を調節し
て出力電圧を制御するパルス幅変調制御部と、このパル
ス幅変調制御部と前記オン・オフロジック部の出力信号
を処理して前記主スイッチング素子を制御するロジック
部を備え、待機時にコントロール電圧を一定に制御する
ことにより再起動時の立ち上がりのバラツキが低減され
るように構成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an output of a bias winding of a transformer is received and a main switching element connected in series to a primary winding of the transformer is driven. In a switching power supply using a flyback type converter, the flyback type converter includes a pre-regulator for supplying a constant control voltage to a control circuit when the power supply is started and when the output voltage becomes zero while the power is on. Unit, an on / off logic unit for controlling the converter to stop the converter in the energized state or to restart the stopped converter, and a pulse for controlling the output voltage by adjusting the oscillation frequency and the on period of the main switching element. A width modulation control unit, and processing the output signals of the pulse width modulation control unit and the on / off logic unit to generate the main signal. Comprises a logic unit for controlling the switching element, characterized by being constructed as the rise of the variation at the time of re-starting is reduced by controlling the control voltage constant during standby.

【0012】[0012]

【作用】待機時のVcc電圧を一定に制御する。これに
より、待機状態から起動状態に切り替えたとき定常状態
になるまでの時間にバラツキが生じない。
The Vcc voltage during standby is controlled to be constant. As a result, when switching from the standby state to the activation state, there is no variation in the time until the steady state is reached.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図1は本発明に係るスイッチング電源の一実
施例を示す構成図である。図において、T1はトラン
ス、10は動作状態と待機状態が切り替え可能なコンバ
ータ制御部である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a switching power supply according to the present invention. In the figure, T1 is a transformer, and 10 is a converter control unit that can switch between an operating state and a standby state.

【0014】トランスT1の一次巻線Npの一方には高
圧直流電圧VINが加えられ、他方には主スイッチング素
子Q10と抵抗の直列回路が接続されている。二次巻線
Nsには従来と同様にダイオードD20とコンデンサC
20の平滑回路が接続されている。トランスT1のバイ
アス巻線Nbの出力は、従来と同様にダイオードD2、
コンデンサC12で整流される。
A high voltage DC voltage VIN is applied to one of the primary windings Np of the transformer T1, and a series circuit of a main switching element Q10 and a resistor is connected to the other. The secondary winding Ns has a diode D20 and a capacitor C
Twenty smoothing circuits are connected. The output of the bias winding Nb of the transformer T1 is connected to a diode D2,
It is rectified by the capacitor C12.

【0015】コンバータ制御部10は、プリレギュレー
タ部20、オン・オフロジック部(以下ON/OFFロジック
部という)30、パルス幅変調制御部(以下PWM制御部
という)40、アウトロジック部(以下OUTロジック部
という)50および出力ドライバ60から構成される。
The converter control section 10 includes a pre-regulator section 20, an on / off logic section (hereinafter referred to as ON / OFF logic section) 30, a pulse width modulation control section (hereinafter referred to as PWM control section) 40, and an out logic section (hereinafter referred to as OUT). And an output driver 60.

【0016】プリレギュレータ部20は、電源の起動時
および通電状態のままで出力電圧が零となる待機時に、
制御回路(ON/OFFロジック部30、PWM制御部40、OUT
ロジック部50、出力ドライバ60からなる部分)に電
力を供給する。ON/OFFロジック部30は通電状態でコン
バータを停止させたり停止中のコンバータを再起動させ
るための制御を行う。
The pre-regulator unit 20 is used when the power supply is started and when the output voltage becomes zero while the power supply is kept on.
Control circuit (ON / OFF logic unit 30, PWM control unit 40, OUT
The power is supplied to the logic unit 50 and the output driver 60). The ON / OFF logic unit 30 performs control for stopping the converter in the energized state or restarting the stopped converter.

【0017】PWM制御部40は発振周波数および出力電
圧を制御し、OUTロジック部50は各部の信号を処理し
てコンバータの主スイッチング素子を制御する。OUTロ
ジック部50は各部の信号を処理してコンバータの主ス
イッチング素子を制御する。
The PWM control unit 40 controls the oscillation frequency and the output voltage, and the OUT logic unit 50 processes the signals of each unit and controls the main switching element of the converter. The OUT logic unit 50 processes the signals of each unit and controls the main switching element of the converter.

【0018】以下各部分について更に詳述する。プリレ
ギュレータ部20は、定電流回路201、起動制御回路
202、誤動作防止回路(Under Voltage Lock Out(UV
LO)回路)203、待機時電圧制御回路204、基準電
圧回路(Vref回路)205より構成される。
Hereinafter, each part will be described in more detail. The pre-regulator unit 20 includes a constant current circuit 201, a start control circuit 202, and a malfunction prevention circuit (Under Voltage Lock Out (UV
LO) circuit 203, a standby voltage control circuit 204, and a reference voltage circuit (Vref circuit) 205.

【0019】定電流回路201は、起動時および待機時
に定電流で制御回路へ電力を供給するための回路であ
り、供給電流を制限するためのスイッチング素子Q1
と、Q1のゲートに駆動電圧を供給するための抵抗R1
と、Q1に流れる電流を検出する抵抗R2と、Q1に流
れる電流を定電流にするためにQ1のゲート電圧を制御
するスイッチング素子Q2から構成される定電流回路で
ある。
The constant current circuit 201 is a circuit for supplying power to the control circuit with a constant current at the time of start-up and standby, and a switching element Q1 for limiting the supply current.
And a resistor R1 for supplying a drive voltage to the gate of Q1.
And a resistor R2 for detecting a current flowing in Q1, and a switching element Q2 for controlling a gate voltage of Q1 to make the current flowing in Q1 a constant current.

【0020】スイッチング素子Q1のドレインには高圧
直流電圧VINが加えられ、そのソースは抵抗R2に接続
される。抵抗R2の他端はVcc端子(コントロール電
圧Vccライン)に接続される。また、スイッチング素
子Q1のゲートには、一端にVINが印加された抵抗R1
が接続されると共に、スイッチング素子Q2のコレクタ
が接続される。スイッチング素子Q2のゲートはスイッ
チング素子Q1のソースに接続され、エミッタは抵抗R
2の他端に接続される。
The high-voltage DC voltage VIN is applied to the drain of the switching element Q1, and the source is connected to the resistor R2. The other end of the resistor R2 is connected to a Vcc terminal (control voltage Vcc line). The gate of the switching element Q1 is connected to a resistor R1 having one end to which VIN is applied.
Is connected, and the collector of the switching element Q2 is connected. The gate of the switching element Q2 is connected to the source of the switching element Q1, and the emitter is a resistor R
2 is connected to the other end.

【0021】起動制御回路202は、起動時にコントロ
ール端子電圧VccがコンパレータCP1の比較電圧に
達するとスイッチング素子Q1をオフにして電流供給を
止め、起動後にVcc端子電圧が低下し比較電圧以下に
なると電流供給を行うためにQ1をオンにする。
When the control terminal voltage Vcc reaches the comparison voltage of the comparator CP1 at startup, the startup control circuit 202 turns off the switching element Q1 to stop the current supply. Turn on Q1 to supply.

【0022】この起動制御回路202は、抵抗R3、R
4の直列回路でVcc電圧を検出し、検出レベルは起動
時は高く、起動後は低くなるヒステリシスを持たせたコ
ンパレータCP1でスイッチング素子Q1を制御する。
The start control circuit 202 includes resistors R3, R
The switching circuit Q1 is controlled by a comparator CP1 having a hysteresis in which the Vcc voltage is detected by the series circuit of No. 4 and the detection level is high at the time of startup and becomes low after startup.

【0023】UVLO回路203は、Vcc電圧が所望の電
圧以下の場合はOUTロジック部30が出力信号を出さな
いようにする電圧レベル設定回路であり、起動時の設定
電圧(Start電圧という)は高く、起動後の設定電圧(S
top電圧という)はヒステリシスを持たせている。
The UVLO circuit 203 is a voltage level setting circuit that prevents the OUT logic unit 30 from outputting an output signal when the Vcc voltage is equal to or lower than a desired voltage. , Set voltage after startup (S
The top voltage) has hysteresis.

【0024】待機時電圧制御回路204は、待機時にV
cc電圧をスタート電圧値以上になるように制御すると
共に、Vref回路205に電力を供給する定電流回路
である。Vref回路205は各ロジック部に定電圧
(例えば5V)で電力を供給する。
The standby voltage control circuit 204 outputs V
This is a constant current circuit that controls the cc voltage to be equal to or higher than the start voltage value and supplies power to the Vref circuit 205. The Vref circuit 205 supplies power to each logic unit at a constant voltage (for example, 5 V).

【0025】ON/OFFロジック部30は、動作状態から待
機状態あるいは待機状態から動作状態へ切り替えるため
の信号を発生するフリップフロップ301と、信号反転
用のインバータINV1,INV2,INV3を有す
る。インバータINV1の出力はフリップフロップ30
01のリセット(R)端子に、インバータINV2の出
力はセット(S)端子にそれぞれ接続されている。な
お、インバータINV1,INV2の各入力端は、抵抗
R8,R9を介してVref回路205の出力端(定電
圧電源)にそれぞれプルアップされている。
The ON / OFF logic unit 30 has a flip-flop 301 for generating a signal for switching from the operating state to the standby state or from the standby state to the operating state, and inverters INV1, INV2, and INV3 for inverting signals. The output of the inverter INV1 is the flip-flop 30
01 is connected to the reset (R) terminal, and the output of the inverter INV2 is connected to the set (S) terminal. The input terminals of the inverters INV1 and INV2 are pulled up to the output terminal (constant voltage power supply) of the Vref circuit 205 via the resistors R8 and R9, respectively.

【0026】このように構成されたON/OFFロジック部3
0おいては、起動時、フリップフロップ301のデータ
端子Dとクロック端子CLKTはHighレベルにな
る。ただし、CLK端子の前段にディレー回路Delay1を
設け必ずCLK端子電圧がD端子電圧よりも遅れて高く
なるようにし、フリップフロップ301が確実に起動で
きるようにしてある。
The ON / OFF logic section 3 thus configured
At 0, the data terminal D and the clock terminal CLKT of the flip-flop 301 attain a high level at the time of startup. However, a delay circuit Delay1 is provided before the CLK terminal so that the CLK terminal voltage always becomes higher than the D terminal voltage to ensure that the flip-flop 301 can be started.

【0027】外付けのスイッチSW2でセット端子(SE
T端子)をLowレベルにすると、PON端子がLowレ
ベルになると同時に、フリップフロップ301の出力Q
がHighレベルとなりコンバータはこれにより起動す
る。スイッチSW1によりリセット端子(RESET端子)
をLowレベルにすると、フリップフロップ301の出
力QがLowレベルになり、コンバータは待機状態とな
る。
A set terminal (SE) is connected by an external switch SW2.
When the T terminal is set to the low level, the PON terminal is set to the low level, and at the same time, the output Q of the flip-flop 301 is set.
Becomes High level, and the converter is activated by this. Reset terminal by switch SW1 (RESET terminal)
Becomes low level, the output Q of the flip-flop 301 becomes low level, and the converter enters a standby state.

【0028】PWM制御部40は発振回路401と出力電
圧制御回路402より構成される。発振回路401は外
付けの抵抗R10とコンデンサC10による時定数で決
まる周波数で発振する。
The PWM control section 40 comprises an oscillation circuit 401 and an output voltage control circuit 402. The oscillating circuit 401 oscillates at a frequency determined by a time constant of an external resistor R10 and a capacitor C10.

【0029】出力電圧制御回路402は、トランスの二
次側巻線に接続した平滑回路の出力電圧(以下単に出力
電圧と呼ぶ)と主スイッチング素子Q10のソース電流
を比較してQ10のオン期間を調整することによって出
力電圧を制御する電流モード制御回路であり、次のよう
な構成である。
The output voltage control circuit 402 compares the output voltage of the smoothing circuit connected to the secondary winding of the transformer (hereinafter simply referred to as the output voltage) with the source current of the main switching element Q10 to determine the ON period of Q10. This is a current mode control circuit that controls the output voltage by adjusting it, and has the following configuration.

【0030】出力電圧を検出し、微小な変動を増幅して
誤差を修正するための電圧を設定する誤差増幅器AMP
1と、この誤差増幅器AMP1の出力電圧とコンパレー
タCP3の入力電圧レベルを合わせるための電圧補正回
路403と、Q10のソース電流を抵抗R15で電圧に
変換した信号を増幅AMP1の出力電圧と比較するコン
パレータCP3で構成される。
An error amplifier AMP for detecting an output voltage and amplifying a minute fluctuation to set a voltage for correcting an error.
1, a voltage correction circuit 403 for matching the output voltage of the error amplifier AMP1 with the input voltage level of the comparator CP3, and a comparator for comparing a signal obtained by converting the source current of Q10 into a voltage by the resistor R15 with the output voltage of the amplifier AMP1. It is composed of CP3.

【0031】出力電圧の検出には、出力電圧のNb/N
s倍の電圧に等しいVcc電圧を検出する巻線帰還方式
と、直接出力電圧を検出してフォトカプラで帰還する方
式とがある。図1に示す巻線帰還方式ではVcc電圧を
抵抗R15,R16で分圧し、その電圧を誤差増幅器A
MP1の反転入力端子EINに入力し増幅する。なお、図
では、位相補償の一例としてC11を外付けした場合を
示す。
To detect the output voltage, the output voltage Nb / N
There are a winding feedback method for detecting a Vcc voltage equal to s times the voltage, and a method for directly detecting an output voltage and feeding it back with a photocoupler. In the winding feedback method shown in FIG. 1, the Vcc voltage is divided by resistors R15 and R16, and the voltage is divided by an error amplifier A.
The signal is input to the inverting input terminal EIN of MP1 and amplified. The figure shows a case where C11 is externally attached as an example of the phase compensation.

【0032】図2はフォトカプラ(アイソレーションが
可能であれば他の手段でもよい)で帰還する方式の場合
を示すもので、出力電圧を抵抗R20とR21で分圧
し、この電圧をシャントレギュレータU20で電流変換
する。U20はフォトカプラOCのダイオードのフォト
電流を調整し、フォトカプラOCのトランジスタを制御
する。フォトカプラOCのコレクタ端子をコンバータの
EO端子に接続し、増幅器AMP1の出力を直接制御し
てコンパレータCP3で主スイッチング素子Q10の電
流波形と比較する。
FIG. 2 shows a case in which feedback is performed by a photocoupler (other means may be used if isolation is possible). The output voltage is divided by resistors R20 and R21 and this voltage is divided by a shunt regulator U20. To convert the current. U20 adjusts the photocurrent of the diode of the photocoupler OC and controls the transistor of the photocoupler OC. The collector terminal of the photocoupler OC is connected to the EO terminal of the converter, the output of the amplifier AMP1 is directly controlled, and the current waveform of the main switching element Q10 is compared by the comparator CP3.

【0033】OUTロジック部50は、ON/OFFロジック部
30とPWM制御部40およびUVLO回路2003からの各
信号に基づいて主スイッチング素子Q10の制御を行う
もので、各信号の処理を行う論理素子群502とこの論
理素子群の出力によりセット/リセットされるSRフリ
ップフロップ501とから構成されている。
The OUT logic section 50 controls the main switching element Q10 based on each signal from the ON / OFF logic section 30, the PWM control section 40, and the UVLO circuit 2003, and is a logic element for processing each signal. It is composed of a group 502 and an SR flip-flop 501 which is set / reset by the output of the logical element group.

【0034】出力ドライバ60は、OUTロジック部50
の出力信号を増幅して主スイッチング素子Q10をドラ
イブする。
The output driver 60 includes the OUT logic unit 50
Is amplified to drive the main switching element Q10.

【0035】以上のような構成における動作を次に説明
する。なお、図3は各動作モードでの各部の波形図であ
る。 (1)まず、起動時の動作について述べる。直流電圧が
印加されると、定電流回路201のスイッチング素子Q
1を通して電流が流れる。この電流を抵抗R2で検出
し、その電流に応じてスイッチング素子Q2がQ1のゲ
ート電圧を制御することによりQ1に流れる電流が定電
流化され、Vccに電流を供給する。
The operation of the above configuration will now be described. FIG. 3 is a waveform chart of each part in each operation mode. (1) First, the operation at the time of startup will be described. When a DC voltage is applied, the switching element Q of the constant current circuit 201
Current flows through 1. This current is detected by the resistor R2, and the switching element Q2 controls the gate voltage of Q1 in accordance with the current, whereby the current flowing through Q1 is made constant and the current is supplied to Vcc.

【0036】Vccに電流が供給されると、スイッチン
グ素子Q3を通してVref回路205に電力が供給さ
れ、その出力より5Vの基準電圧を発生する。ただし、
基準電圧が各部の動作電圧に達するまでの間は各部の回
路が誤動作しないように、低電圧誤動作防止UVLO信号に
よって各部を停止状態に保っている。
When a current is supplied to Vcc, power is supplied to the Vref circuit 205 through the switching element Q3, and a 5V reference voltage is generated from the output. However,
Until the reference voltage reaches the operating voltage of each unit, each unit is kept stopped by a low-voltage malfunction prevention UVLO signal so that the circuit of each unit does not malfunction.

【0037】基準電圧が所定の動作電圧に達するとUVLO
信号が解除され、制御部(ON/OFFロジック部30、PWM
制御部40、OUTロジック部50)が動作し、図3の
(g)に示すように主スイッチング素子Q10のゲート
駆動が開始される。これによりバイアス巻線Nbから電
力が供給され、Vcc電圧はStart電圧よりも高くなる
(図3の(b))。
When the reference voltage reaches a predetermined operating voltage, UVLO
The signal is released and the control unit (ON / OFF logic unit 30, PWM
The control section 40 and the OUT logic section 50) operate, and the gate drive of the main switching element Q10 is started as shown in FIG. As a result, power is supplied from the bias winding Nb, and the Vcc voltage becomes higher than the Start voltage (FIG. 3B).

【0038】Start電圧より高くなると、起動制御回路
202のコンパレータCP1が定電流回路201のスイ
ッチング素子Q1のゲートを低くしてQ1のドレイン電
流を小さく抑える。このような制御によりトランスT1
の出力側より一定の直流出力電圧が得られる。
When the voltage becomes higher than the Start voltage, the comparator CP1 of the start control circuit 202 lowers the gate of the switching element Q1 of the constant current circuit 201 to suppress the drain current of Q1. With such control, the transformer T1
, A constant DC output voltage is obtained from the output side.

【0039】(2)次に、動作状態から待機状態に移る
ときの動作を説明する。外付けスイッチSW1をオンに
してRESET端子をLowレベル(図3の(e))にし、O
N/OFFロジック部30のフリップフロップ301のリセ
ット端子にリセット信号(Lowレベル)を与える。こ
れによりフリップフロップ301の出力QがHighレ
ベルとなる。
(2) Next, the operation at the time of transition from the operating state to the standby state will be described. Turn on the external switch SW1 to set the RESET terminal to the low level ((e) in FIG. 3), and
A reset signal (Low level) is given to the reset terminal of the flip-flop 301 of the N / OFF logic unit 30. As a result, the output Q of the flip-flop 301 goes high.

【0040】このQ信号に基づいて論理素子群はSRフ
リップフロップ501のセット(S)端子にLowレベ
ルを、リセット(RESET)端子にHighレベルの信号
を与える。これによりSRフリップフロップ501の出
力QがLowとなり、主スイッチング素子Q10のゲー
ト信号は図3の(g)に示すようになり、Q10はオフ
状態となる。
Based on the Q signal, the logic element group gives a low level signal to the set (S) terminal and a high level signal to the reset (RESET) terminal of the SR flip-flop 501. As a result, the output Q of the SR flip-flop 501 becomes low, the gate signal of the main switching element Q10 becomes as shown in FIG. 3 (g), and Q10 is turned off.

【0041】このとき、制御回路の消費電力は低く抑え
られており、スイッチング素子Q1からは微少電流が供
給され、かつスイッチング素子Q3の電流制御により図
3の(b)に示すようにコントロール電圧Vccはスタ
ート電圧以上でかつ制御電圧以下の電圧(プリレギュレ
ータ制御電圧という)に保たれる。なお、待機状態での
電源の損失は0.5W以下であることが実験で確認され
ている。
At this time, the power consumption of the control circuit is kept low, a very small current is supplied from the switching element Q1, and the control voltage Vcc as shown in FIG. Is maintained at a voltage higher than the start voltage and lower than the control voltage (referred to as a pre-regulator control voltage). It has been experimentally confirmed that the power loss in the standby state is 0.5 W or less.

【0042】(3)次に、待機状態から動作状態に移る
ときの動作を説明する。外付けのSETスイッチをオンに
して図3の(f)に示すようにSET端子をLowにし、O
N/OFFロジック部30のフリップフロップ301のS端
子にセット信号を入力する。
(3) Next, the operation at the time of transition from the standby state to the operation state will be described. Turn on the external SET switch, set the SET terminal to Low as shown in FIG.
The set signal is input to the S terminal of the flip-flop 301 of the N / OFF logic unit 30.

【0043】これによりフリップフロップ301の出力
QはLow状態になり、この信号を受けてSRフリップ
フロップ501のS端子はHigh、R端子はLowと
なり、出力QはHighとなる。これにより主スイッチ
ング素子Q10のゲートには図3の(g)に示すように
駆動信号が与えられ、スイッチング素子Q10が駆動さ
れる。
As a result, the output Q of the flip-flop 301 changes to a low state. Upon receiving this signal, the S terminal of the SR flip-flop 501 changes to high, the R terminal changes to low, and the output Q changes to high. As a result, a drive signal is applied to the gate of the main switching element Q10 as shown in FIG. 3G, and the switching element Q10 is driven.

【0044】(4)停止時の動作を次に説明する。直流
電圧入力がなくなりVINが低下して、Vcc+(抵抗R
2に生じた電圧)+(Q1のドレイン・ソース間電圧)
まで下がると、次にはコントロール電圧Vccが低下し
始める。VccがStop電圧に達すると図3の(d)に示
すようにUVLOが働き、制御回路の各部を止めて主スイッ
チング素子Q10をオフにする。Vccが(Vref回
路205の出力電圧)+(スイッチング素子Q3のドレ
イン・ソース間電圧)に達すると、Vref電圧も低下
する。
(4) The operation at the time of stop will be described below. DC voltage input disappears, VIN decreases, and Vcc + (resistance R
2) + (Drain-source voltage of Q1)
Then, the control voltage Vcc starts to decrease. When Vcc reaches the Stop voltage, the UVLO operates as shown in FIG. 3D to stop each part of the control circuit and turn off the main switching element Q10. When Vcc reaches (output voltage of Vref circuit 205) + (drain-source voltage of switching element Q3), Vref voltage also decreases.

【0045】なお、各動作モードにおける各電圧の大小
関係は以下の通りである。 ストップ電圧<スタート電圧<プリレギュレータ制御電
圧<Vcc電圧
The magnitude relationship between the voltages in each operation mode is as follows. Stop voltage <Start voltage <Pre-regulator control voltage <Vcc voltage

【0046】なお、以上の説明は、本発明の説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明は、上記実施例に限定されること
なく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、
変形をも含むものである。
It should be noted that the foregoing description has been directed to specific preferred embodiments for the purpose of illustration and illustration of the invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many more modifications without departing from the spirit thereof.
This includes deformation.

【0047】例えば、高圧直流電圧VINとしては、図4
に示すような整流用のダイオードブリッジ回路D1と平
滑用のコンデンサC1から成る整流・平滑回路を用いて
商用交流電源から得た高圧直流電圧を用いてもよい。
For example, as the high-voltage DC voltage VIN, FIG.
A high-voltage DC voltage obtained from a commercial AC power supply may be used by using a rectifying / smoothing circuit including a rectifying diode bridge circuit D1 and a smoothing capacitor C1 as shown in FIG.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果がある。 待機時のVcc電圧を一定に制御することにより再起
動時のバラツキを容易になくすことができる。 待機時のVcc電圧をスタート電圧以上でかつ制御電
圧以下に制御することにより短時間で再起動できる。 起動後のプリレギュレータは微少電流しか流さないた
め、動作時の電源の効率を改善でき、待機時の電源の損
失も十分低く(例えば0.5W以下)に抑えることがで
きる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. By controlling the Vcc voltage during standby to be constant, it is possible to easily eliminate variations at the time of restart. By controlling the Vcc voltage during standby to be equal to or higher than the start voltage and equal to or lower than the control voltage, it is possible to restart in a short time. Since the pre-regulator after start-up passes only a small current, the efficiency of the power supply during operation can be improved, and the loss of the power supply during standby can be suppressed to a sufficiently low level (for example, 0.5 W or less).

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

【図1】本発明に係るスイッチング電源の一実施例を示
す構成図
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a switching power supply according to the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す構成図FIG. 2 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】動作説明のための波形図FIG. 3 is a waveform chart for explaining operation.

【図4】本発明に適用する整流・平滑回路の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a rectifying / smoothing circuit applied to the present invention.

【図5】従来のスイッチング電源の一例を示す構成図FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a conventional switching power supply.

【図6】図5のスイッチング電源における動作波形図で
ある。
FIG. 6 is an operation waveform diagram in the switching power supply of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 コンバータ制御部 20 プリレギュレータ部 30 ON/OFFロジック部 40 PWM制御部 50 OUTロジック部 60 出力ドライバ 201 定電流回路 202 起動制御回路 203 UVLO回路 204 待機時電圧制御回路 205 Vref回路 301,501 フリップフロップ 401 発振回路 402 出力電圧制御回路 502 論理素子群 T1 トランス Q1,Q3 スイッチング素子 Q10 主スイッチング素子 D1 ダイオードブリッジ回路 D2 ダイオード C12 コンデンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Converter control part 20 Pre-regulator part 30 ON / OFF logic part 40 PWM control part 50 OUT logic part 60 Output driver 201 Constant current circuit 202 Start control circuit 203 UVLO circuit 204 Standby voltage control circuit 205 Vref circuit 301, 501 Flip-flop 401 oscillation circuit 402 output voltage control circuit 502 logic element group T1 transformer Q1, Q3 switching element Q10 main switching element D1 diode bridge circuit D2 diode C12 capacitor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トランスのバイアス巻線の出力を受け、ト
ランスの一次巻線に直列接続された主スイッチクング素
子を駆動するフライバック型コンバータを用いたスイッ
チング電源において、 前記フライバック型コンバータは、 電源の起動時および通電状態のまま出力電圧が零となる
待機時に、一定に制御したコントロール電圧を制御回路
に供給するプリレギュレータ部と、 通電状態でコンバータを停止させたり停止中のコンバー
タを再起動させるための制御を行うオン・オフロジック
部と、 発振周波数および主スイッチング素子のオン期間を調節
して出力電圧を制御するパルス幅変調制御部と、 このパルス幅変調制御部と前記オン・オフロジック部の
出力信号を処理して前記主スイッチング素子を制御する
ロジック部を備え、待機時にコントロール電圧を一定に
制御することにより再起動時の立ち上がりのバラツキが
低減されるように構成したことを特徴とするスイッチン
グ電源。
1. A switching power supply using a flyback converter that receives an output of a bias winding of a transformer and drives a main switching element connected in series to a primary winding of the transformer. A pre-regulator section that supplies a constant control voltage to the control circuit when the power is turned on and when the output voltage becomes zero while the power is on, and a converter that stops the converter while the power is on or restarts the stopped converter. An on / off logic unit for performing control for activation, a pulse width modulation control unit for controlling an output voltage by adjusting an oscillation frequency and an on period of a main switching element, the pulse width modulation control unit, and the on / off A logic section for processing the output signal of the logic section to control the main switching element, Switching power supply, characterized in that constructed as rising variation on restart is reduced by controlling the trawl voltage constant.
【請求項2】前記待機時のコントロール電圧をスタート
電圧より大きく制御電圧より小さい電圧に制御するよう
にしたことを特徴とする請求項1記載のスイッチング電
源。
2. The switching power supply according to claim 1, wherein the control voltage during standby is controlled to a voltage higher than a start voltage and lower than a control voltage.
【請求項3】前記プリレギュレータ部は、 起動時および待機時に定電流で制御回路へ電力を供給す
る定電流回路と、 前記コントロール電圧が所定の電圧以下の場合前記ロジ
ック部から出力信号が出ないようにする誤動作防止回路
と、 起動時にコントロール電圧が比較電圧に達すると前記主
スイッチング素子をオフにして電流供給を停止し、起動
後にコントロール電圧が低下して比較電圧以下になると
電流供給を行う起動制御回路と、 各部に定電圧で電力を供給する基準電圧回路と、 待機時はコントロール電圧をスタート電圧値以上に制御
し前記基準電圧回路に電力を供給する待機時電圧制御回
路を備えたことを特徴とする請求項1または2記載のス
イッチング電源。
3. A pre-regulator unit comprising: a constant current circuit for supplying power to a control circuit with a constant current at the time of start-up and standby; and when the control voltage is lower than a predetermined voltage, no output signal is output from the logic unit. A malfunction prevention circuit configured to turn off the main switching element when the control voltage reaches the comparison voltage at the time of startup to stop the current supply, and to start the current supply when the control voltage decreases to fall below the comparison voltage after the startup. A control circuit, a reference voltage circuit that supplies power to each part at a constant voltage, and a standby voltage control circuit that controls the control voltage to a start voltage value or more and supplies power to the reference voltage circuit during standby. The switching power supply according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】前記パルス幅変調制御部は、所定の周波数
で発振する信号を発生する発振回路と、出力電圧と前記
主スイッチング素子のソース電流に対応した電圧を比較
しその大小関係に対応したパルス幅信号を出力するコン
パレータを備えたことを特徴とする請求項1または2ま
たは3記載のスイッチング電源。
4. The pulse width modulation control section compares an output voltage with a voltage corresponding to a source current of the main switching element, and compares the output voltage with a voltage corresponding to a source current of the main switching element. 4. The switching power supply according to claim 1, further comprising a comparator that outputs a pulse width signal.
【請求項5】前記出力電圧は、前記トランスのバイアス
巻線の出力をバイアス巻線と二次側巻線の比で分圧する
手段から得るようにしたことを特徴とする請求項4記載
のスイッチング電源。
5. The switching device according to claim 4, wherein said output voltage is obtained from a means for dividing an output of a bias winding of said transformer by a ratio of a bias winding to a secondary winding. Power supply.
【請求項6】前記出力電圧は、前記トランスの二次側巻
線の出力電圧を直接検出しアイソレーション手段を介し
て取込むようにしたことを特徴とする請求項4記載のス
イッチング電源。
6. The switching power supply according to claim 4, wherein said output voltage is directly detected by an output voltage of a secondary winding of said transformer and taken in through an isolation means.
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