JPH11146645A - Power supply equipment - Google Patents

Power supply equipment

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Publication number
JPH11146645A
JPH11146645A JP9305324A JP30532497A JPH11146645A JP H11146645 A JPH11146645 A JP H11146645A JP 9305324 A JP9305324 A JP 9305324A JP 30532497 A JP30532497 A JP 30532497A JP H11146645 A JPH11146645 A JP H11146645A
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JP
Japan
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circuit
switching element
switching
voltage
power supply
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Application number
JP9305324A
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Japanese (ja)
Inventor
Toyoyasu Kusaka
豊康 日下
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Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba TEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba TEC Corp filed Critical Toshiba TEC Corp
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Publication of JPH11146645A publication Critical patent/JPH11146645A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the loss in a switching element and thereby increase efficiency of the power supply equipment, by extending the ON-state time of the switching element without changing the on-off duty ratio of it at stand-by load. SOLUTION: At the primary winding 6a side of a transformer 6, a winding 6d is installed. In the winding 6d, small voltage is induced when loads 17, 20 are large rated loads and large voltage is induced when these loads are small stand-by loads. When it is detected by a circuit constituted of a Zener diode 34 and resistors 33, 35 that large voltage is induced in the winding 6d, a switching transistor 44 is turned ON, and the resistance value of a circuit which determines the oscillation frequency of a PWM(pulse width modulation) control circuit 12 is increased, thereby lowering the oscillation frequency.

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、直流定電圧電源、
詳しくは断続制御方式の電源装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a DC constant voltage power supply,
More specifically, the present invention relates to an intermittent control type power supply device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の断続制御方式の電源装置、いわゆ
るスイッチング電源の一例として、インバータ制御方式
でかつ2出力を有するものを図3に示す。これは、交流
電源1に、電源スイッチ2,ヒューズ3及びノイズフィ
ルタ4を介してダイオードブリッジからなる全波整流回
路5の入力端子を接続し、その全波整流回路5の出力端
子に、トランス6の1次巻線6aとスイッチング素子7
とからなる直列回路を接続するとともに、さらに第1の
平滑コンデンサ8を前記トランス6の1次巻線6aとス
イッチング素子7との直列回路に対して並列に接続して
いる。また、前記トランス6の1次巻線6aに、ダイオ
ード9を逆極性に介して共振用コンデンサ10を接続
し、その共振用コンデンサ10に抵抗11を並列に接続
している。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an example of a conventional power supply device of an intermittent control system, that is, a so-called switching power supply, which uses an inverter control system and has two outputs. The input terminal of a full-wave rectifier circuit 5 composed of a diode bridge is connected to the AC power supply 1 via a power switch 2, a fuse 3, and a noise filter 4, and the output terminal of the full-wave rectifier circuit 5 is connected to a transformer 6 Primary winding 6a and switching element 7
And a first smoothing capacitor 8 is further connected in parallel to the series circuit of the primary winding 6a of the transformer 6 and the switching element 7. Further, a resonance capacitor 10 is connected to the primary winding 6a of the transformer 6 via a diode 9 with a reverse polarity, and a resistor 11 is connected to the resonance capacitor 10 in parallel.

【0003】前記スイッチング素子7は、MOS(Meta
l Oxide Semiconductor )電界効果トランジスタからな
り、そのドレイン端子を前記1次巻線6aに接続し、ソ
ース端子を接地し、ゲート端子をPWM(Pulse Width
Modulation)制御回路12に接続している。また、ドレ
イン−ソース端子間に抵抗13とコンデンサ14との直
列回路を接続している。
The switching element 7 is a MOS (Meta)
l Oxide Semiconductor) A field effect transistor having a drain terminal connected to the primary winding 6a, a source terminal grounded, and a gate terminal connected to a PWM (Pulse Width).
Modulation) control circuit 12. A series circuit of a resistor 13 and a capacitor 14 is connected between the drain and source terminals.

【0004】前記トランス6は、その1次側に前記1次
巻線6aを巻回し、2次側に第1の2次巻線6b-1とこ
の第1の2次巻線6b-1とは巻数の異なる第2の2次巻
線6b-2とを巻回している。そして、第1の2次巻線6
c-1にダイオード15を介して第2の平滑コンデンサ1
6を接続し、この第2の平滑コンデンサ16の端子間電
圧を第1の負荷17に対する供給電圧とするとともに、
第2の2次巻線6c-2にダイオード18を介して第3の
平滑コンデンサ19を接続し、この第3の平滑コンデン
サ19の端子間電圧を第2の負荷20に対する供給電圧
としている。また、第3の平滑コンデンサ19に対して
並列に安定化回路21を接続しており、この安定化回路
21で検出した電圧がフィードバック回路22を介して
前記PWM制御回路12に帰還されるようになってい
る。
The transformer 6 has the primary winding 6a wound on its primary side, and has a first secondary winding 6b-1 and this first secondary winding 6b-1 on its secondary side. Is wound around the second secondary winding 6b-2 having a different number of turns. Then, the first secondary winding 6
c-1 through the diode 15 to the second smoothing capacitor 1
6 and the voltage between the terminals of the second smoothing capacitor 16 is used as the supply voltage to the first load 17.
A third smoothing capacitor 19 is connected to the second secondary winding 6c-2 via a diode 18, and the voltage between the terminals of the third smoothing capacitor 19 is used as a supply voltage to the second load 20. Further, a stabilizing circuit 21 is connected in parallel to the third smoothing capacitor 19 so that the voltage detected by the stabilizing circuit 21 is fed back to the PWM control circuit 12 via a feedback circuit 22. Has become.

【0005】また、前記トランス6の1次側に3次巻線
6cを巻回しており、この3次巻線にダイオード23を
介して第4の平滑コンデンサ24を接続している。そし
て、この第4の平滑コンデンサ24の端子間電圧を前記
PWM制御回路12に印加している。
[0005] A tertiary winding 6 c is wound around the primary side of the transformer 6, and a fourth smoothing capacitor 24 is connected to the tertiary winding via a diode 23. The voltage between the terminals of the fourth smoothing capacitor 24 is applied to the PWM control circuit 12.

【0006】前記PWM制御回路12は、コンデンサ2
5と抵抗26との並列回路により定まる発振周波数で前
記スイッチング素子7のスイッチング動作を制御する駆
動回路であり、前記第4の平滑コンデンサ24の端子間
電圧と前記フィードバック回路22からの帰還電圧とに
基づいて前記スイッチング素子7のオン・オフデューテ
ィ比を可変制御して出力電圧の安定化を図るものであ
る。
The PWM control circuit 12 includes a capacitor 2
5 is a drive circuit for controlling the switching operation of the switching element 7 at an oscillation frequency determined by a parallel circuit of the resistor 5 and the resistor 26. The drive circuit controls the voltage between the terminals of the fourth smoothing capacitor 24 and the feedback voltage from the feedback circuit 22. Based on this, the on / off duty ratio of the switching element 7 is variably controlled to stabilize the output voltage.

【0007】この従来装置は、PWM制御回路12によ
りスイッチング素子7が一定の周波数で高周波スイッチ
ング動作されると、前記トランス6の1次巻線6aと前
記共振用コンデンサ10との共振回路が動作して、前記
トランス6の1次巻線6aに高周波電圧が発生する。こ
れにより、第1,第2の2次巻線6b-1,6b-2にも1
次巻線6aとの巻数比に比例した高周波電圧がそれぞれ
誘起され、この電圧により第2,第3の平滑コンデンサ
16,19が充電される。そして、第2の平滑コンデン
サ16の充電電圧(例えば+24V)が第1の負荷17
に対する電源電圧として供せられ、第3の平滑コンデン
サ19の充電電圧(例えば+5V)が第2の負荷20に
対する電源電圧として供せられる。
In this conventional device, when the PWM control circuit 12 performs high-frequency switching operation of the switching element 7 at a constant frequency, the resonance circuit of the primary winding 6a of the transformer 6 and the resonance capacitor 10 operates. Thus, a high-frequency voltage is generated in the primary winding 6a of the transformer 6. Thereby, the first and second secondary windings 6b-1 and 6b-2 also have one
A high-frequency voltage proportional to the turns ratio with respect to the next winding 6a is induced, and the second and third smoothing capacitors 16 and 19 are charged by this voltage. Then, the charging voltage (for example, +24 V) of the second smoothing capacitor 16 is applied to the first load 17.
, And the charging voltage (for example, +5 V) of the third smoothing capacitor 19 is provided as a power supply voltage to the second load 20.

【0008】また、第3の平滑コンデンサ19の充電電
圧が安定化回路21によって検出され、フィードバック
回路22を介して前記PWM制御回路12に帰還され
る。これにより、必要に応じて前記スイッチング素子7
のオン・オフデューティ比が可変制御されて、出力電圧
の安定化が図られる。
The charging voltage of the third smoothing capacitor 19 is detected by the stabilizing circuit 21 and is fed back to the PWM control circuit 12 via the feedback circuit 22. Thereby, the switching element 7 can be
Is variably controlled to stabilize the output voltage.

【0009】かかる構成の従来装置において、第1及び
第2の負荷17,20として定格の大きさの負荷が接続
されている状態(定格負荷状態)での前記スイッチング
素子7のゲート電圧VG とドレイン電流ID の波形を図
4(a)に示す。また、最小の負荷が接続されている状
態(待機負荷状態)での前記スイッチング素子7のゲー
ト電圧VG とドレイン電流ID の波形を図4(b)に示
す。
In the conventional device having such a configuration, the gate voltage VG and the drain of the switching element 7 in a state where rated loads are connected as the first and second loads 17 and 20 (rated load state). FIG. 4A shows the waveform of the current ID. FIG. 4B shows the waveforms of the gate voltage VG and the drain current ID of the switching element 7 in a state where the minimum load is connected (standby load state).

【0010】図示するように、定格負荷状態及び待機負
荷状態のいずれにおいても、スイッチング素子7は、一
定の周期Tでオン(ゲート電圧VG >GNDレベル),
オフ(ゲート電圧VG =GNDレベル)を繰り返してい
る。そして、定格負荷状態ではスイッチング素子7のオ
ン時間(電流が流れる時間)がほぼ最大(t0)に広が
っており、このとき伝達されるエネルギーに対してスイ
ッチング素子7での損失は小さく効率がよいものとな
る。これに対し、待機負荷状態ではスイッチング素子7
のオン時間がほぼ最小(t1)に狭まっており、このと
き伝達されるエネルギーに対してスイッチング素子7で
の損失は大きく効率が悪かった。
As shown in the figure, in both the rated load state and the standby load state, the switching element 7 is turned on (gate voltage VG> GND level) at a constant cycle T,
It is repeatedly turned off (gate voltage VG = GND level). In the rated load state, the on-time (time during which current flows) of the switching element 7 is almost maximized (t0), and the energy transmitted at this time is small in the switching element 7 and the efficiency is high. Becomes On the other hand, in the standby load state, the switching element 7
Is reduced to a minimum (t1), and the energy transmitted at this time in the switching element 7 is large and the efficiency is low.

【0011】すなわち、従来装置はスイッチング素子7
を含む各素子が定格負荷状態に合せて設計されているた
め、スイッチング素子7のオン時間がほぼ最小に狭まっ
ている待機負荷状態ではスイッチング素子7の応答速度
が追随できなかった。このため、図5のA部拡大図に示
すように、スイッチング素子7がオンする前及びオフし
た後にそれぞれ損失電流k1,k2が発生しており、こ
の損失電流k1,k2分のエネルギーがスイッチング素
子7で損失されて全て熱に変わっていたため、効率が悪
かった。
That is, the conventional device uses the switching element 7
Are designed in accordance with the rated load state, the response speed of the switching element 7 cannot follow the standby load state in which the ON time of the switching element 7 is reduced to the minimum. For this reason, as shown in the enlarged view of the part A in FIG. 5, loss currents k1 and k2 are generated before and after the switching element 7 is turned on, respectively, and energy corresponding to the loss currents k1 and k2 is generated by the switching element 7. The efficiency was poor because all the heat was lost at 7 and turned into heat.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のこの種の電源装置においては、スイッチング素子7を
含む各素子が定格負荷状態に合せて設計されており、尚
且つ負荷の状態に拘らず一定の周期でスイッチング素子
7をスイッチング動作させていたため、スイッチング素
子7のオン時間が最小となる待機負荷状態のときにはス
イッチング素子7の応答速度が追随できず、スイッチン
グ素子7がオンする前及びオフした後にそれぞれ損失電
流k1,k2が発生して効率が低下するという問題があ
った。
As described above, in this type of conventional power supply device, each element including the switching element 7 is designed in accordance with the rated load state, and is not affected by the load state. The switching speed of the switching element 7 cannot be followed during the standby load state in which the ON time of the switching element 7 is minimized. After that, there is a problem that the loss currents k1 and k2 are generated and the efficiency is reduced.

【0013】そこで本発明は、待機負荷状態でのスイッ
チング素子のオン・オフデューティ比を変えることなく
スイッチング素子のオン時間を長く延ばすことでスイッ
チング素子での損失を低減し、電源装置の効率向上を図
ることを目的とする。
Therefore, the present invention extends the on-time of the switching element without changing the on / off duty ratio of the switching element in the standby load state, thereby reducing the loss in the switching element and improving the efficiency of the power supply device. The purpose is to aim.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
しその目的を達成するために、交流電源からの交流を整
流する整流回路の出力端子間にトランスの1次巻線とス
イッチング素子との直列回路を接続するとともに、トラ
ンスの1次巻線に対して並列に共振用コンデンサを接続
し、かつスイッチング素子を一定の周波数でスイッチン
グ動作させる駆動回路を設け、スイッチング素子のスイ
ッチング動作によりトランスの1次巻線と共振用コンデ
ンサとの共振回路を動作させて、トランスの2次巻線に
伝達された共振電圧を負荷への供給電圧とする電源装置
において、負荷の大きさを検出する負荷状態検出手段
と、この検出手段により検出される負荷の大きさに基づ
いて駆動回路により制御されるスイッチング素子のスイ
ッチング動作の周波数を変化させるスイッチング周波数
可変手段とを設けたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems and achieves the object by providing a primary winding of a transformer and a switching element between output terminals of a rectifier circuit for rectifying an AC from an AC power supply. And a driving circuit for connecting a resonance capacitor in parallel with the primary winding of the transformer and for performing switching operation of the switching element at a constant frequency. A load state for detecting a magnitude of a load in a power supply device in which a resonance circuit including a primary winding and a resonance capacitor is operated and a resonance voltage transmitted to a secondary winding of a transformer is supplied to a load. A detecting means, and a frequency of a switching operation of the switching element controlled by the drive circuit based on the magnitude of the load detected by the detecting means. It is provided with a switching frequency varying means for varying a.

【0015】ここで、負荷状態検出手段は、トランスの
1次巻線側に設けた巻線と、この巻線に発生した電圧を
検出する回路とで構成する。また、スイッチング周波数
可変手段は、検出手段により検出される負荷が小さいと
きスイッチング動作の周波数を下げる方向に変化させる
ものである。
Here, the load state detecting means comprises a winding provided on the primary winding side of the transformer and a circuit for detecting a voltage generated in the winding. The switching frequency varying means changes the frequency of the switching operation in a direction to decrease when the load detected by the detecting means is small.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態とし
て、インバータ制御方式でかつ2出力を有するスイッチ
ング電源に適用した場合について、図1及び図2を用い
て説明する。なお、図3,図4と同一部分には同一符号
を付し、その詳しい説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 in which the present invention is applied to a switching power supply of an inverter control type and having two outputs. The same parts as those in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0017】すなわち、図1に示す本実施の形態の電源
装置(スイッチング電源)が図3に示す従来装置と異な
る点は、負荷17,20の大きさを検出する負荷状態検
出回路30と、この負荷状態検出回路30により検出さ
れる負荷の大きさに基づいてPWM制御回路12により
制御されるスイッチング素子7のスイッチング動作の周
波数を変化させるスイッチング周波数可変回路40とを
設けた点にある。
That is, the power supply device (switching power supply) of the present embodiment shown in FIG. 1 is different from the conventional device shown in FIG. 3 in that a load state detection circuit 30 for detecting the sizes of the loads 17 and 20, A switching frequency variable circuit 40 that changes the frequency of the switching operation of the switching element 7 controlled by the PWM control circuit 12 based on the magnitude of the load detected by the load state detection circuit 30 is provided.

【0018】前記負荷状態検出回路30は、トランス6
の1次側に1次巻線6a及び3次巻線6cとは逆向きに
巻回した4次巻線6dと、この4次巻線6dにダイオー
ド31を介して接続した第5の平滑コンデンサ32と、
この第5の平滑コンデンサ32に並列に接続した抵抗3
3と、この抵抗33に並列に接続した図示極性のツェナ
ダイオード34及び抵抗35の直列回路とで構成してい
る。
The load state detection circuit 30 includes a transformer 6
And a fifth smoothing capacitor connected via a diode 31 to the quaternary winding 6d wound in a direction opposite to the primary winding 6a and the tertiary winding 6c. 32,
The resistor 3 connected in parallel to the fifth smoothing capacitor 32
3 and a series circuit of a zener diode 34 and a resistor 35 having the illustrated polarity and connected in parallel with the resistor 33.

【0019】前記スイッチング周波数可変回路40は、
PWM制御回路12に並列に接続されたコンデンサ41
と、このコンデンサ41に並列に接続された直列抵抗4
2,43と、一方の抵抗43に並列に接続されたPNP
型のスイッチングトランジスタ44と、このスイッチン
グトランジスタ44のベース端子に直列に接続したコン
デンサ45とで構成している。そして、このスイッチン
グ周波数可変回路40におけるスイッチングトランジス
タ44のベース端子とコンデンサ45との接続点と、前
記負荷状態検出回路30におけるツェナダイオード34
と抵抗35との接続点とを短絡している。
The switching frequency variable circuit 40 comprises:
Capacitor 41 connected in parallel to PWM control circuit 12
And a series resistor 4 connected in parallel with the capacitor 41.
2, 43 and a PNP connected in parallel with one resistor 43.
And a capacitor 45 connected in series to the base terminal of the switching transistor 44. The connection point between the base terminal of the switching transistor 44 and the capacitor 45 in the switching frequency variable circuit 40 and the Zener diode 34 in the load state detection circuit 30
And the connection point of the resistor 35 is short-circuited.

【0020】このような構成を有する本実施の形態の電
源装置においては、前記スイッチングトランジスタ44
がオンしている状態(ベース電流がGNDレベル)で
は、PWM制御回路12の発振周波数がコンデンサ41
と抵抗42とで決定される。そして、この発振周波数に
よりスイッチング素子7が高周波スイッチング動作され
ると、トランス6の1次巻線6aと共振用コンデンサ1
0との共振回路が動作して、トランス6の1次巻線6a
に高周波電圧が発生する。これにより、第1,第2の2
次巻線6b-1,6b-2にも1次巻線6aとの巻数比に応
じた高周波電圧がそれぞれ誘起され、この電圧により第
2,第3の平滑コンデンサ16,19が充電される。そ
して、第2の平滑コンデンサ16の充電電圧が第1の負
荷17に対する電源電圧として供せられ、第3の平滑コ
ンデンサ19の充電電圧が第2の負荷20に対する電源
電圧として供せられる。
In the power supply device of the present embodiment having such a configuration, the switching transistor 44
Is ON (the base current is at the GND level), the oscillation frequency of the PWM control circuit 12 is
And the resistor 42. When the switching element 7 performs a high-frequency switching operation at this oscillation frequency, the primary winding 6a of the transformer 6 and the resonance capacitor 1
0 operates and the primary winding 6a of the transformer 6 operates.
Generates a high-frequency voltage. Thereby, the first and second 2
High-frequency voltages corresponding to the turn ratios with respect to the primary winding 6a are also induced in the secondary windings 6b-1 and 6b-2, and the second and third smoothing capacitors 16 and 19 are charged by this voltage. Then, the charging voltage of the second smoothing capacitor 16 is provided as a power supply voltage to the first load 17, and the charging voltage of the third smoothing capacitor 19 is provided as a power supply voltage to the second load 20.

【0021】また、第3の平滑コンデンサ19の充電電
圧が安定化回路21によって検出され、フィードバック
回路22を介してPWM制御回路12に帰還される。こ
れにより、必要に応じてスイッチング素子7のオン・オ
フデューティ比が可変制御されて、出力電圧の安定化が
図られる。
The charging voltage of the third smoothing capacitor 19 is detected by the stabilizing circuit 21 and is fed back to the PWM control circuit 12 via the feedback circuit 22. Thus, the on / off duty ratio of the switching element 7 is variably controlled as needed, and the output voltage is stabilized.

【0022】さらに、第1,第2の2次巻線6b-1,6
b-2にそれぞれ発生する高周波電圧により4次巻線6d
にも巻線比に比例した高周波電圧が誘起される。そして
この4次巻線6dに誘起された高周波電圧がツェナダイ
オード34の降伏電圧に達するとこのツェナダイオード
34に逆方向電流が流れ、コンデンサ45が通電され
て、スイッチングトランジスタ44がオフ動作する。こ
れにより、PWM制御回路12の発振周波数がコンデン
サ41と直列抵抗42,43とで決定される。すなわ
ち、スイッチングトランジスタ44のオン動作時よりも
抵抗値が上昇するためPWM制御回路12の発振周波数
が低下し、スイッチング素子7のスイッチング動作が遅
くなる。
Further, the first and second secondary windings 6b-1, 6b
The fourth winding 6d by the high-frequency voltage generated in each of b-2
Also, a high-frequency voltage proportional to the turns ratio is induced. When the high-frequency voltage induced in the fourth winding 6d reaches the breakdown voltage of the Zener diode 34, a reverse current flows through the Zener diode 34, the capacitor 45 is energized, and the switching transistor 44 is turned off. As a result, the oscillation frequency of the PWM control circuit 12 is determined by the capacitor 41 and the series resistors 42 and 43. That is, since the resistance value is higher than that when the switching transistor 44 is turned on, the oscillation frequency of the PWM control circuit 12 is reduced, and the switching operation of the switching element 7 is delayed.

【0023】ところで、本実施の形態の電源装置は、2
出力のうち第2の負荷20に対する出力電圧V2をフィ
ードバック制御し、第1の負荷に対する出力電圧V1を
フィードバック制御しない構成である。この場合、非制
御系の出力電圧V1は制御系の出力電圧V2の変動に依
存する特性がある。そこで、制御系の出力電圧V2を変
動の小さい電圧(例えば+5V)とし、非制御系の出力
電圧V1を変動の大きい電圧(例えば+24V)とす
る。こうすることにより、非制御系の出力電圧V1は制
御系の出力電圧V2の変動の影響をあまり受けなくな
り、4次巻線6dに誘起される高周波電圧は、負荷17
の増加により非制御系の出力電圧V1が低下するとそれ
に比例して低下し、負荷17の減少により出力電圧V1
が上昇するとそれに比例して上昇するようになる。
Incidentally, the power supply device of the present embodiment
The output voltage V2 for the second load 20 of the output is feedback-controlled, and the output voltage V1 for the first load is not feedback-controlled. In this case, the output voltage V1 of the non-control system has a characteristic that depends on the fluctuation of the output voltage V2 of the control system. Therefore, the output voltage V2 of the control system is set to a voltage with small fluctuation (for example, +5 V), and the output voltage V1 of the non-control system is set to a voltage with large fluctuation (for example, +24 V). By doing so, the output voltage V1 of the non-control system is less affected by the fluctuation of the output voltage V2 of the control system, and the high-frequency voltage induced in the quaternary winding 6d is reduced by the load 17
When the output voltage V1 of the non-control system decreases due to an increase in the load 17, the output voltage V1 decreases in proportion to the decrease.
Rises in proportion to it.

【0024】そこで、負荷17が最小となる待機負荷状
態のときに4次巻線6dに誘起される高周波電圧がツェ
ナダイオード34の降伏電圧まで上昇し、スイッチング
トランジスタ44がオフ動作してPWM制御回路12の
発振周波数が1/2に低下するように回路を設計する。
この場合における定格負荷状態でのスイッチング素子7
のゲート電圧VG とドレイン電流ID の波形を図2
(a)に示す。また、待機負荷状態でのスイッチング素
子7のゲート電圧VG とドレイン電流ID の波形を図2
(b)に示す。
Then, when the load 17 is in the standby load state where the load 17 is minimized, the high-frequency voltage induced in the quaternary winding 6d rises to the breakdown voltage of the Zener diode 34, the switching transistor 44 turns off, and the PWM control circuit The circuit is designed so that the oscillating frequency of Twelve drops to half.
Switching element 7 under rated load condition in this case
FIG. 2 shows the waveforms of the gate voltage VG and the drain current ID of FIG.
(A). FIG. 2 shows the waveforms of the gate voltage VG and the drain current ID of the switching element 7 in the standby load state.
(B).

【0025】図示するように、定格負荷状態のときに
は、スイッチング素子7は、一定の周期Tでオン(ゲー
ト電圧VG >GNDレベル),オフ(ゲート電圧VG =
GNDレベル)を繰り返している。このとき、スイッチ
ング素子7のオン時間がほぼ最大(t0)に広がってお
り、伝達されるエネルギーに対してスイッチング素子7
での損失は小さく効率がよいものとなる。
As shown in the figure, in the rated load state, the switching element 7 is turned on (gate voltage VG> GND level) and off (gate voltage VG =
(GND level). At this time, the on-time of the switching element 7 has spread to almost the maximum (t0), and the transmitted energy
Loss is small and the efficiency is high.

【0026】一方、待機負荷状態のときには、スイッチ
ング素子7は、定格負荷状態のときの周期Tの2倍の周
期でオン(ゲート電圧VG >GNDレベル),オフ(ゲ
ート電圧VG =GNDレベル)を繰り返している。ただ
し、スイッチング素子7のオン・オフデューティ比は従
来の待機負荷状態のときと変わらない。したがって、ス
イッチング素子7のオン時間(t2)は狭まっているも
のの、従来の待機負荷状態のときのオン時間(t1)の
2倍に広がっており、伝達されるエネルギーに対してス
イッチング素子7での損失は小さくなる。その結果、待
機負荷状態での効率を向上できるようになり、待機時の
消費電力を低減できる。
On the other hand, in the standby load state, the switching element 7 is turned on (gate voltage VG> GND level) and turned off (gate voltage VG = GND level) twice as long as the cycle T in the rated load state. Repeat. However, the on / off duty ratio of the switching element 7 is the same as in the conventional standby load state. Therefore, although the on-time (t2) of the switching element 7 is narrow, it is twice as long as the on-time (t1) in the conventional standby load state, and the transmitted energy of the switching element 7 is small. The loss is smaller. As a result, efficiency in a standby load state can be improved, and power consumption during standby can be reduced.

【0027】なお、前記一実施の形態では待機負荷状態
のときとそれ以外のときとで2段階にスイッチング素子
7のスイッチング動作の周波数を変化させる場合を示し
たが、3段階以上に負荷の大きさを区分して検出し、そ
れに応じて段階的にスイッチング動作の周波数を変化さ
せてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the frequency of the switching operation of the switching element 7 is changed in two stages between the standby load state and other times is described. Alternatively, the frequency of the switching operation may be changed stepwise in accordance with the detection.

【0028】また、前記一実施の形態ではインバータ制
御方式でかつ2出力を有するスイッチング電源に本発明
を適用したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば1出力のスイッチング電源等にもその1出力
に接続される負荷の大きさを検出する負荷状態検出回路
と、この検出回路により検出される負荷の大きさに基づ
いて駆動回路により制御されるスイッチング素子のスイ
ッチング動作の周波数を変化させるスイッチング周波数
可変回路とを設けることによって同様に適用できるもの
である。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to a switching power supply of an inverter control type and having two outputs. However, the present invention is not limited to this. A load state detection circuit for detecting the magnitude of the load connected to the one output, and changing the frequency of the switching operation of the switching element controlled by the drive circuit based on the magnitude of the load detected by the detection circuit The present invention can be similarly applied by providing a switching frequency variable circuit that performs the switching.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、待
機負荷状態でのスイッチング素子のオン・オフデューテ
ィ比を変えることなくスイッチング素子のオン時間を長
く延ばすことができ、よってスイッチング素子での損失
を減らすことができ、効率の向上を図り得、待機時の消
費電力を低減できる電源装置を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, the on-time of the switching element can be extended without changing the on / off duty ratio of the switching element in the standby load state. Power loss can be reduced, efficiency can be improved, and power consumption during standby can be reduced.

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

【図1】 本発明の一実施の形態である電源装置の回路
構成図。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施の形態における定格負荷状態と待機負
荷状態のスイッチング素子の電圧及び電流波形を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing voltage and current waveforms of the switching element in a rated load state and a standby load state in the embodiment.

【図3】 従来の電源装置の回路構成図。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a conventional power supply device.

【図4】 従来における定格負荷状態と待機負荷状態の
スイッチング素子の電圧及び電流波形を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing voltage and current waveforms of a conventional switching element in a rated load state and a standby load state.

【図5】 図4中のA部拡大図。FIG. 5 is an enlarged view of a portion A in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…交流電源 5…全波整流回路 6…トランス 7…スイッチング素子 10…共振用コンデンサ 12…PWM制御回路 17,20…第1,第2の負荷 30…負荷状態検出回路 40…スイッチング周波数可変回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... AC power supply 5 ... Full-wave rectifier circuit 6 ... Transformer 7 ... Switching element 10 ... Resonant capacitor 12 ... PWM control circuit 17, 20 ... First and second load 30 ... Load state detection circuit 40 ... Switching frequency variable circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源からの交流を整流する整流回路
の出力端子間にトランスの1次巻線とスイッチング素子
との直列回路を接続するとともに、前記トランスの1次
巻線に対して並列に共振用コンデンサを接続し、かつ前
記スイッチング素子を一定の周波数でスイッチング動作
させる駆動回路を設け、前記スイッチング素子のスイッ
チング動作により前記トランスの1次巻線と前記共振用
コンデンサとの共振回路を動作させて、前記トランスの
2次巻線に伝達された共振電圧を負荷への供給電圧とす
る電源装置において、 前記負荷の大きさを検出する負荷状態検出手段と、この
検出手段により検出される負荷の大きさに基づいて前記
駆動回路により制御される前記スイッチング素子のスイ
ッチング動作の周波数を変化させるスイッチング周波数
可変手段とを具備したことをことを特徴とする電源装
置。
1. A series circuit of a primary winding of a transformer and a switching element is connected between output terminals of a rectifier circuit for rectifying an AC from an AC power supply, and is connected in parallel with the primary winding of the transformer. A drive circuit for connecting a resonance capacitor and performing a switching operation of the switching element at a constant frequency is provided, and a switching circuit of the switching element operates a resonance circuit between the primary winding of the transformer and the resonance capacitor. A power supply device that uses a resonance voltage transmitted to a secondary winding of the transformer as a supply voltage to a load; a load state detection unit that detects a magnitude of the load; A switching circuit that changes a frequency of a switching operation of the switching element that is controlled by the drive circuit based on the size; Power supply, characterized in that by comprising a number varying means.
【請求項2】 負荷状態検出手段は、トランスの1次巻
線側に設けた巻線と、この巻線に発生した電圧を検出す
る回路とからなることを特徴とする請求項1記載の電源
装置。
2. The power supply according to claim 1, wherein the load state detecting means includes a winding provided on a primary winding side of the transformer, and a circuit for detecting a voltage generated in the winding. apparatus.
【請求項3】 スイッチング周波数可変手段は、検出手
段により検出される負荷が小さいときスイッチング動作
の周波数を下げる方向に変化させることを特徴とする請
求項1または2記載の電源装置。
3. The power supply device according to claim 1, wherein the switching frequency varying means changes the frequency of the switching operation in a direction to decrease when the load detected by the detection means is small.
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