JPH11332237A - Switching power supply - Google Patents
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- JPH11332237A JPH11332237A JP12990498A JP12990498A JPH11332237A JP H11332237 A JPH11332237 A JP H11332237A JP 12990498 A JP12990498 A JP 12990498A JP 12990498 A JP12990498 A JP 12990498A JP H11332237 A JPH11332237 A JP H11332237A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、帰還コイルを用い
てスイッチングトランジスタに正帰還を与えるスイッチ
ング電源に係り、より詳細には、高周波トランスに巻回
されたコイルの出力を整流平滑することにより得られた
プラス電圧を、出力の電圧誤差を帰還する絶縁素子の出
力素子の動作電源とするスイッチング電源に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply for providing a positive feedback to a switching transistor using a feedback coil, and more particularly to a switching power supply obtained by rectifying and smoothing the output of a coil wound around a high-frequency transformer. The present invention relates to a switching power supply that uses the obtained positive voltage as an operation power supply for an output element of an insulating element that feeds back a voltage error of an output.
【0002】[0002]
【従来の技術】簡単な回路でもってスイッチング電源を
構成することが可能なRCC方式のスイッチング電源
を、より簡単化する従来技術の1つに、実開昭63−6
92号として提案された技術がある。この技術では、フ
ォトカプラの発光ダイオードの順方向電圧が一定となる
ことに着目し、誤差検出を行うトランジスタのエミッタ
と接地レベルとの間に、発光ダイオードを接続してい
る。従って、発光ダイオードは、フォトカプラの発光素
子として、出力電圧の誤差をフォトトランジスタに伝送
する動作を行うと共に、基準電圧源としても動作する。
その結果、基準電圧を生成する専用の素子が不要となっ
ている。2. Description of the Related Art One of the prior arts for simplifying an RCC type switching power supply, which can constitute a switching power supply with a simple circuit, is disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open Publication No. 63-6 / 1988.
There is a technique proposed as No. 92. In this technique, paying attention to the fact that the forward voltage of the light emitting diode of the photocoupler becomes constant, the light emitting diode is connected between the emitter of the transistor for performing error detection and the ground level. Therefore, the light emitting diode performs an operation of transmitting an error of the output voltage to the phototransistor as a light emitting element of the photocoupler, and also operates as a reference voltage source.
As a result, a dedicated element for generating the reference voltage is not required.
【0003】上記技術を用いた場合であっても、負荷が
極めて軽い状態では、一次側入力電圧を低下させていく
と、スイッチング動作が停止する直前において、二次側
出力の電圧が一時的に上昇するという事態が生じる。こ
の一時的な電圧上昇の発生理由を、図2、図4を参照し
つつ説明する。なお、図2に示すP1は、一次側入力の
電圧変化を示し、P3は、二次側出力の電圧変化を示し
ている。また、P4は、帰還コイルL3の端子の信号波
形の包絡線を示している。また、以下における説明で
は、抵抗R5の電圧降下を無視すると共に、抵抗R21
は接続されていないものとする。Even when the above technique is used, when the load on the primary side is reduced in a state where the load is extremely light, the voltage of the secondary side output is temporarily reduced immediately before the switching operation is stopped. A situation of rising occurs. The reason for this temporary voltage increase will be described with reference to FIGS. In addition, P1 shown in FIG. 2 indicates a voltage change of the primary side input, and P3 indicates a voltage change of the secondary side output. P4 indicates the envelope of the signal waveform at the terminal of the feedback coil L3. In the following description, the voltage drop of the resistor R5 is ignored, and the resistor R21
Is not connected.
【0004】図4のスイッチングトランジスタQ1がオ
ンとなるとき、帰還コイルL3に発生した電圧は、抵抗
R5を介して、フォトトランジスタQ3のコレクタに与
えらる。このとき帰還コイルL3に発生する電圧は、一
次側入力の電圧に比例した電圧となる(P1,P4参
照)。一方、フォトトランジスタQ3のエミッタは、ダ
イオードD4を介して、制御トランジスタQ2のベース
に導かれている。従って、フォトトランジスタQ3のコ
レクタ電圧を、制御トランジスタQ2のベース・エミッ
タ電圧(略0.6V)と、ダイオードD4の順方向電圧
(略0.6V)と、フォトトランジスタQ3のコレクタ
・エミッタ電圧(略0.3V)との加算値より高くする
場合にのみ、制御トランジスタQ2にベース電流を流す
ことが可能となる。そして、フォトトランジスタQ3の
コレクタ電圧が、上記加算値より低い場合では、制御ト
ランジスタQ2のベースに電流を流すことができない。
従って、帰還コイルL3に発生する電圧が、上記加算値
(P4における電圧V1)より低くなると(時刻T
1)、フォトトランジスタQ3がオン状態となるときに
も、制御トランジスタQ2のベースには電流が流れな
い。このため、時刻T1以後では、二次側出力の電圧が
安定化されない。その結果、二次側出力の電圧には、破
線51でもって示すように、一時的な電圧の上昇が生
じ、負荷となる回路に不具合を発生させる。When the switching transistor Q1 in FIG. 4 is turned on, the voltage generated in the feedback coil L3 is applied to the collector of the phototransistor Q3 via the resistor R5. At this time, the voltage generated in the feedback coil L3 is proportional to the voltage of the primary side input (see P1 and P4). On the other hand, the emitter of the phototransistor Q3 is guided to the base of the control transistor Q2 via the diode D4. Therefore, the collector voltage of the phototransistor Q3 is changed to the base-emitter voltage (approximately 0.6 V) of the control transistor Q2, the forward voltage (approximately 0.6V) of the diode D4, and the collector-emitter voltage (approximately) of the phototransistor Q3. Only when the sum is higher than 0.3 V), a base current can flow through the control transistor Q2. When the collector voltage of the phototransistor Q3 is lower than the above-mentioned added value, current cannot flow through the base of the control transistor Q2.
Therefore, when the voltage generated in the feedback coil L3 becomes lower than the above-mentioned added value (the voltage V1 at P4) (at time T
1) Even when the phototransistor Q3 is turned on, no current flows through the base of the control transistor Q2. Therefore, after the time T1, the voltage of the secondary output is not stabilized. As a result, as shown by a broken line 51, the voltage of the secondary output temporarily increases, causing a failure in a circuit serving as a load.
【0005】抵抗R21は、上記した不具合の発生を防
止するために設けられた素子となっている。すなわち、
抵抗R21を接続した場合では、フォトトランジスタQ
3のコレクタには、帰還コイルL3に発生した電圧に加
えて、抵抗R21を介した電圧が印加される。このた
め、帰還コイルL3の電圧が、電圧V1より低くなると
きにも、フォトトランジスタQ3のコレクタの電圧は、
電圧V1より高い電圧に維持される。従って、時刻T1
以後においても、制御トランジスタQ2のベースには、
フォトトランジスタQ3の出力に対応する電流が流れ、
二次側出力の電圧が安定化される。その結果、一次側入
力の電圧がV2以下となり、帰還コイルL3の電圧がV
1以下となるときにも、P3の実線でもって示したよう
に、二次側出力の電圧は、設定電圧V3に維持されるこ
とになる。[0005] The resistor R21 is an element provided for preventing occurrence of the above-mentioned problem. That is,
When the resistor R21 is connected, the phototransistor Q
To the collector of No. 3, a voltage via a resistor R21 is applied in addition to the voltage generated in the feedback coil L3. Therefore, even when the voltage of the feedback coil L3 becomes lower than the voltage V1, the voltage of the collector of the phototransistor Q3 becomes
It is maintained at a voltage higher than voltage V1. Therefore, at time T1
Thereafter, the base of the control transistor Q2
A current corresponding to the output of the phototransistor Q3 flows,
The voltage of the secondary output is stabilized. As a result, the voltage of the primary side input becomes V2 or less, and the voltage of the feedback coil L3 becomes V2.
Even when the value becomes 1 or less, the voltage of the secondary output is maintained at the set voltage V3 as indicated by the solid line of P3.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら抵抗R2
1を接続する場合では、以下に示す問題が生じていた。
すなわち、破線51に示す電圧上昇が発生するとき(時
刻T1)の一次側入力の電圧V2は、20V程度であ
る。一方、フォトトランジスタQ3のコレクタ電圧とし
て許容される最小値(電圧V1)は、1.5V程度であ
る。従って、抵抗R21については、値を大きくするこ
とができない。その結果、一次側入力の電圧が、正常動
作時の電圧(略140V)となる場合、抵抗R21に流
れる電流値が大きくなって、一次側における損失が増加
する。この損失の増加は、軽負荷となる待機モード時の
消費電力を大きく増加させることになる。However, the resistance R2
In the case where 1 is connected, the following problem has occurred.
That is, when the voltage rise indicated by the broken line 51 occurs (time T1), the primary-side input voltage V2 is about 20V. On the other hand, the minimum value (voltage V1) allowed as the collector voltage of the phototransistor Q3 is about 1.5V. Therefore, the value of the resistor R21 cannot be increased. As a result, when the voltage of the primary-side input becomes the voltage during normal operation (approximately 140 V), the value of the current flowing through the resistor R21 increases, and the loss on the primary side increases. The increase in the loss greatly increases the power consumption in the standby mode in which the load is light.
【0007】本発明は上記課題を解決するため創案され
たものであって、請求項1記載の発明の目的は、高周波
トランスに巻回されたコイルの出力を整流平滑すること
により得られたプラス電圧を、出力の電圧誤差を帰還す
る絶縁素子の出力素子に供給することによって、損失の
増加を招くことなく、一次側入力の電圧が低下するとき
の二次側出力電圧の異常上昇を防止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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a positive coil obtained by rectifying and smoothing the output of a coil wound around a high-frequency transformer. By supplying the voltage to the output element of the insulating element that feeds back the voltage error of the output, it is possible to prevent an abnormal rise in the secondary output voltage when the voltage of the primary input decreases without causing an increase in loss. And to provide a switching power supply that can perform the switching.
【0008】また請求項2記載の発明の目的は、上記目
的に加え、専用コイルである補助コイルの出力を整流平
滑して得られたプラス電圧を、絶縁素子の出力素子の動
作電源とすることにより、素子数の増加を抑制すること
のできるスイッチング電源を提供することにある。According to a second aspect of the present invention, in addition to the above object, a plus voltage obtained by rectifying and smoothing the output of an auxiliary coil which is a dedicated coil is used as an operating power supply for an output element of an insulating element. Accordingly, an object of the present invention is to provide a switching power supply capable of suppressing an increase in the number of elements.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1記載の発明に係るスイッチング電源は、高周波
トランスに巻回された一次コイルの電流をスイッチング
するスイッチングトランジスタと、スイッチングトラン
ジスタのベース電流の制御を行う制御トランジスタと、
制御トランジスタのベースに二次側直流出力の電圧誤差
に対応した電流を帰還する絶縁素子とを備えたスイッチ
ング電源に適用し、スイッチングトランジスタがオフと
なるとき、前記高周波トランスに巻回されたコイルに発
生する電圧を取り出して平滑することにより、プラス電
圧を生成する補助電源回路を備え、補助電源回路により
生成されたプラス電圧を前記絶縁素子の出力素子の動作
電源としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a switching power supply for switching a current of a primary coil wound around a high-frequency transformer, and a base current of the switching transistor. A control transistor for controlling the
The present invention is applied to a switching power supply including an insulating element that feeds back a current corresponding to a voltage error of a secondary side DC output to a base of a control transistor, and when the switching transistor is turned off, a coil wound around the high-frequency transformer is used. An auxiliary power supply circuit that generates a positive voltage by extracting and smoothing the generated voltage is provided, and the positive voltage generated by the auxiliary power supply circuit is used as an operation power supply of the output element of the insulating element.
【0010】すなわち、補助電源回路は、スイッチング
トランジスタがオフとなるとき、高周波トランスに巻回
されたコイルに発生する電圧を取り出して平滑すること
により、プラス電圧を生成する。一方、スイッチングト
ランジスタがオフとなるとき、コイルに発生する電圧
は、二次側直流出力の電圧に対応している。従って、補
助電源回路が生成するプラス電圧は、二次側直流出力の
電圧が設定値より低下しない限り、所定値を満たす電圧
となる。このため、絶縁素子の出力素子(例えばフォト
トランジスタ)に供給される電圧は、一次側入力の電圧
が低下するときにも、制御トランジスタのベースに電流
を流すことが可能な電圧に維持される。その結果、一次
側入力の電圧が低下するときにも、二次側直流出力の電
圧は設定値に安定化される。また、補助電源回路が生成
するプラス電圧は、一次側入力の電圧に関わりなく一定
である。このため、一次側入力の電圧が高くなるときに
も、プラス電圧の消費電力は増加しない。That is, when the switching transistor is turned off, the auxiliary power supply circuit extracts a voltage generated in a coil wound around the high-frequency transformer and smoothes it, thereby generating a positive voltage. On the other hand, when the switching transistor is turned off, the voltage generated in the coil corresponds to the voltage of the secondary DC output. Therefore, the plus voltage generated by the auxiliary power supply circuit is a voltage that satisfies the predetermined value unless the voltage of the secondary-side DC output drops below the set value. For this reason, the voltage supplied to the output element (for example, a phototransistor) of the insulating element is maintained at a voltage that allows a current to flow through the base of the control transistor even when the voltage of the primary input decreases. As a result, even when the voltage of the primary-side input decreases, the voltage of the secondary-side DC output is stabilized at the set value. Further, the plus voltage generated by the auxiliary power supply circuit is constant regardless of the voltage of the primary side input. Therefore, even when the voltage of the primary-side input increases, the power consumption of the positive voltage does not increase.
【0011】また請求項2記載の発明に係るスイッチン
グ電源は、前記コイルを、前記スイッチングトランジス
タに正帰還を与える帰還コイルとは別途に巻回された補
助コイルとしている。In a switching power supply according to a second aspect of the present invention, the coil is an auxiliary coil wound separately from a feedback coil for providing positive feedback to the switching transistor.
【0012】すなわち、スイッチングトランジスタがオ
フとなるとき、補助コイルに発生する電圧を取り出すに
は、補助コイルの端子にダイオードを接続すればよい。
そして、ダイオードの整流出力を、コンデンサを用いて
平滑するのみで、プラス電圧を生成することができる。That is, to extract the voltage generated in the auxiliary coil when the switching transistor is turned off, a diode may be connected to the terminal of the auxiliary coil.
Then, a positive voltage can be generated only by smoothing the rectified output of the diode using a capacitor.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例の形態を、
図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明に係るスイ
ッチング電源の一実施形態の電気的接続を示す回路図で
あり、図4に示す従来技術と機能が同一となる素子に
は、図4に示す符号と同一符号を付与している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical connection of an embodiment of a switching power supply according to the present invention. Elements having the same functions as those of the prior art shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. Has been granted.
【0014】図において、商用電源が導かれたダイオー
ドブリッジ8から出力されるプラスIN+と、ダイオー
ドブリッジ8から出力されるマイナスIN−との間に
は、平滑用のコンデンサC8が接続されている。また、
スイッチングトランジスタQ1は、一次コイルL1に流
れる電流をスイッチングするための素子となっている。
このため、一次コイルL1の一方の端子にはプラスIN
+が接続され、他方の端子にはスイッチングトランジス
タQ1のコレクタが接続されている。また、スイッチン
グトランジスタQ1のエミッタは、エミッタ電流を電圧
として検出するための抵抗R4を介して、マイナスIN
−に接続されている。In FIG. 1, a smoothing capacitor C8 is connected between the plus IN + output from the diode bridge 8 to which the commercial power is led and the minus IN- output from the diode bridge 8. Also,
The switching transistor Q1 is an element for switching a current flowing through the primary coil L1.
Therefore, one terminal of the primary coil L1 has a positive IN
+ Is connected, and the other terminal is connected to the collector of the switching transistor Q1. Further, the emitter of the switching transistor Q1 is connected to the negative IN through a resistor R4 for detecting the emitter current as a voltage.
Connected to-.
【0015】一方の端子がプラスIN+に接続された抵
抗R1は、スイッチングトランジスタQ1に起動電流を
供給する素子となっている。このため抵抗R1の他方の
端子は、ベース電流を制限する抵抗R2を介して、スイ
ッチングトランジスタQ1のベースに接続されている。
また、スイッチングトランジスタQ1のベースとエミッ
タとの間には、寄生発振を防止するため、少容量のコン
デンサC3が接続されている。また、一次コイルL1に
は、コンデンサ、抵抗、およびダイオードからなるノイ
ズスナバ5が、並列に接続されている。A resistor R1 having one terminal connected to the plus IN + is an element for supplying a starting current to the switching transistor Q1. Therefore, the other terminal of the resistor R1 is connected to the base of the switching transistor Q1 via the resistor R2 for limiting the base current.
A small-capacity capacitor C3 is connected between the base and the emitter of the switching transistor Q1 to prevent parasitic oscillation. Further, a noise snubber 5 including a capacitor, a resistor, and a diode is connected in parallel to the primary coil L1.
【0016】制御トランジスタQ2は、スイッチングト
ランジスタQ1のベース電流を制御することにより、二
次側直流出力(以下では直流出力と称する)21の電圧
を安定化するための素子となっている。このため、制御
トランジスタQ2のコレクタは、スイッチングトランジ
スタQ1のベースに接続されている。また、制御トラン
ジスタQ2のベースには、ダイオードD4を介して、直
流出力21の電圧誤差を送出するフォトトランジスタ
(絶縁素子の出力素子)Q3のエミッタが接続されてい
る。また、制御トランジスタQ2のベースは、ノイズ吸
収用のコンデンサC2を介してマイナスIN−に接続さ
れている。また、コンデンサC2には、並列に、電荷放
電用の抵抗R3が接続されている。そして、電源投入時
にスイッチングトランジスタQ1に流れる電流を制限す
るため、抵抗R4により検出された電圧が、ダイオード
D2を介して、制御トランジスタQ2のベースに与えら
れている。また、制御トランジスタQ2のエミッタはマ
イナスIN−に接続されている。The control transistor Q2 is an element for controlling the base current of the switching transistor Q1, thereby stabilizing the voltage of the secondary DC output (hereinafter referred to as DC output) 21. Therefore, the collector of the control transistor Q2 is connected to the base of the switching transistor Q1. The emitter of a phototransistor (output element of an insulating element) Q3 for transmitting a voltage error of the DC output 21 is connected to the base of the control transistor Q2 via a diode D4. The base of the control transistor Q2 is connected to minus IN- via a noise absorbing capacitor C2. The capacitor C2 is connected in parallel with a charge discharging resistor R3. Then, in order to limit the current flowing through the switching transistor Q1 when the power is turned on, the voltage detected by the resistor R4 is applied to the base of the control transistor Q2 via the diode D2. The emitter of the control transistor Q2 is connected to minus IN-.
【0017】一方の端子がマイナスIN−に接続された
帰還コイルL3は、スイッチングトランジスタQ1に正
帰還を与えることによって、自励発振を行わせるための
コイルとなっている。このため、帰還コイルL3の他方
の端子は、ダイオードD1を介して、抵抗R1と抵抗R
2との接続点に導かれている。また、ダイオードD1に
は、スイッチングトランジスタQ1のターンオフを速め
るため、コンデンサC1が並列に接続されている。ま
た、帰還コイルL3の他方の端子は、抵抗R5を介し
て、フォトトランジスタQ3のコレクタに接続されてい
る。そして、フォトトランジスタQ3のコレクタとマイ
ナスIN−との間には、抵抗R7とコンデンサC4とか
らなる直列回路が接続されている。The feedback coil L3, one terminal of which is connected to minus IN-, is a coil for performing self-excited oscillation by giving positive feedback to the switching transistor Q1. Therefore, the other terminal of the feedback coil L3 is connected to the resistor R1 and the resistor R1 via the diode D1.
2 to the connection point. Further, a capacitor C1 is connected in parallel with the diode D1 in order to accelerate the turn-off of the switching transistor Q1. The other terminal of the feedback coil L3 is connected to the collector of the phototransistor Q3 via the resistor R5. A series circuit including a resistor R7 and a capacitor C4 is connected between the collector of the phototransistor Q3 and minus IN-.
【0018】補助コイルL4は、帰還コイルL3とは別
途に巻回されたコイルであり(一方の端子は、帰還コイ
ルL3の一方の端子と共通となっている)、スイッチン
グトランジスタQ1がオフとなるとき、他方の端子にプ
ラス電圧を発生する。このため、補助コイルL4の他方
の端子には、補助コイルL4の出力を整流するダイオー
ドD3のアノードが接続されている。また、ダイオード
D3のカソードとマイナスIN−との間には、平滑用の
コンデンサC5が接続されている。また、ダイオードD
3のカソードは、電流を制限する抵抗R6を介して、フ
ォトトランジスタQ3のコレクタに接続されている。す
なわち、ダイオードD3、コンデンサC5、および、抵
抗R6からなるブロック2は、請求項記載の補助電源回
路となっていて、スイッチングトランジスタQ1のオフ
時に補助コイルL4に発生する電圧を取り出して平滑す
ることにより、プラス電圧を生成する。そして、生成し
たプラス電圧をフォトトランジスタQ3のコレクタに供
給する。The auxiliary coil L4 is a coil wound separately from the feedback coil L3 (one terminal is common to one terminal of the feedback coil L3), and the switching transistor Q1 is turned off. At this time, a positive voltage is generated at the other terminal. For this reason, the anode of the diode D3 for rectifying the output of the auxiliary coil L4 is connected to the other terminal of the auxiliary coil L4. A smoothing capacitor C5 is connected between the cathode of the diode D3 and minus IN-. The diode D
The cathode of No. 3 is connected to the collector of the phototransistor Q3 via a resistor R6 for limiting the current. That is, the block 2 including the diode D3, the capacitor C5, and the resistor R6 is an auxiliary power supply circuit described in the claims, and extracts and smoothes a voltage generated in the auxiliary coil L4 when the switching transistor Q1 is turned off. , Generate a positive voltage. Then, the generated plus voltage is supplied to the collector of the phototransistor Q3.
【0019】高周波トランス6の二次コイルL2の一方
の端子には、整流用ダイオードD6のアノードが接続さ
れている。また、整流用ダイオードD6のカソードには
2つのコンデンサC6,C7とチョークコイルL5と
からなるπ型の平滑回路が接続されている。また、二次
コイルL2の他方の端子は接地されている。なお、π型
の平滑回路から送出される直流出力21の電圧は、マイ
クロコンピュータ用の動作電源であるため、5Vとなっ
ている。The anode of a rectifying diode D6 is connected to one terminal of the secondary coil L2 of the high frequency transformer 6. A π-type smoothing circuit composed of two capacitors C6 and C7 and a choke coil L5 is connected to the cathode of the rectifying diode D6. The other terminal of the secondary coil L2 is grounded. The voltage of the DC output 21 sent from the π-type smoothing circuit is 5 V because it is an operating power supply for a microcomputer.
【0020】誤差検出回路4は、直流出力21を分圧す
る分圧回路、基準電圧を発生する基準電圧源、分圧回路
の出力と基準電圧との差異を求める回路等を備えたブロ
ックとなっていて、直流出力21の電圧誤差を検出す
る。そして、検出した電圧誤差を、絶縁素子であるフォ
トカプラ3を介して、制御トランジスタQ2に帰還する
ことにより、直流出力21の電圧を安定化させる。The error detecting circuit 4 is a block including a voltage dividing circuit for dividing the DC output 21, a reference voltage source for generating a reference voltage, a circuit for calculating a difference between the output of the voltage dividing circuit and the reference voltage, and the like. Thus, a voltage error of the DC output 21 is detected. Then, the detected voltage error is fed back to the control transistor Q2 via the photocoupler 3, which is an insulating element, so that the voltage of the DC output 21 is stabilized.
【0021】なお、本実施形態は、例えば、テレビ、ビ
デオカセットデッキ、あるいはCDプレイヤ等の電源と
して使用されることから、複数種の電圧の直流出力を送
出する構成となっている。このため、高周波トランス6
には、その他の直流出力のための二次コイルが巻回され
ると共に、各二次コイルには整流平滑回路が接続されて
いるが、これらの二次コイルと整流平滑回路とは、図示
が省略されている。The present embodiment is used as a power source for, for example, a television, a video cassette deck, or a CD player. Therefore, the high-frequency transformer 6
In addition, a secondary coil for direct current output is wound, and a rectifying and smoothing circuit is connected to each of the secondary coils. Omitted.
【0022】上記構成からなる実施形態の動作を、図
1、図2を参照しつつ説明する。なお、図2のP2は、
フォトトランジスタQ3のコレクタの信号波形の包絡線
を示している。The operation of the embodiment having the above configuration will be described with reference to FIGS. In addition, P2 of FIG.
The envelope of the signal waveform of the collector of the phototransistor Q3 is shown.
【0023】スイッチングトランジスタQ1がオンとな
る期間では、以下のことが生じる。すなわち、帰還コイ
ルL3に発生する電圧は、プラスIN+の電圧に対応し
ている。従って、停電が生じたため、プラスIN+の電
圧が低下すると、帰還コイルL3に発生する電圧が低下
する。このため、フォトトランジスタQ3のコレクタ電
圧も、併せて低下する。一方、スイッチングトランジス
タQ1がオフとなる期間では、帰還コイルL3に発生す
る電圧は、直流出力21の電圧変化に対応している。従
って、帰還コイルL3と抵抗R5との接続点の電圧は、
P4の包絡線により示される電圧変化と同一となる。す
なわち、プラス側の領域においては、プラスIN+の電
圧低下に対応して電圧が低下し、マイナス側の領域にお
いては、直流出力21の電圧に対応して、ほぼ一定とな
る。During the period when the switching transistor Q1 is turned on, the following occurs. That is, the voltage generated in the feedback coil L3 corresponds to the plus IN + voltage. Therefore, when the voltage of the plus IN + decreases due to a power failure, the voltage generated in the feedback coil L3 decreases. For this reason, the collector voltage of the phototransistor Q3 also decreases. On the other hand, during the period when the switching transistor Q1 is off, the voltage generated in the feedback coil L3 corresponds to the voltage change of the DC output 21. Therefore, the voltage at the connection point between the feedback coil L3 and the resistor R5 is
This is the same as the voltage change indicated by the envelope of P4. That is, in the plus region, the voltage drops in response to the plus IN + voltage drop, and in the minus region, it becomes substantially constant in accordance with the voltage of the DC output 21.
【0024】補助コイルL4に発生する電圧も、帰還コ
イルL3に発生する電圧変化と同様の変化を示すが、極
性が逆接続となっている。このため、ダイオードD3
は、スイッチングトランジスタQ1がオフとなるとき、
補助コイルL4に発生する電圧のみを取り出す。従っ
て、コンデンサC5の端子間電圧は、直流出力21の電
圧が一定の場合では、プラスIN+の電圧に関わりなく
一定となる。また、直流出力21の電圧が低下する場合
では、コンデンサC5の端子間電圧は、直流出力21の
電圧低下より、遅れて低下する(直流出力21の電圧変
化を示すP3に近似した変化を示す)。The voltage generated in the auxiliary coil L4 also shows the same change as the voltage change generated in the feedback coil L3, but the polarity is reversed. Therefore, the diode D3
Is when the switching transistor Q1 is turned off,
Only the voltage generated in the auxiliary coil L4 is extracted. Accordingly, the voltage between the terminals of the capacitor C5 is constant regardless of the plus IN + voltage when the voltage of the DC output 21 is constant. Further, when the voltage of the DC output 21 decreases, the voltage between the terminals of the capacitor C5 decreases later than the voltage decrease of the DC output 21 (indicating a change similar to P3 indicating the voltage change of the DC output 21). .
【0025】上記した2種の電圧が、抵抗R5と抵抗R
6とにより加算されて、フォトトランジスタQ3のコレ
クタに供給される。従って、フォトトランジスタQ3の
コレクタに印加される信号波形の包絡線は、P4に示す
包絡線のレベル変化の幅を、抵抗R5と抵抗R6との各
値の比率に対応して圧縮した形状となる。且つ、抵抗R
5と抵抗R6との各値の比率とコンデンサC5の端子間
電圧とにより定まる電圧分だけ、0レベルがシフトされ
る。従って、P2に示す包絡線となる。The two types of voltages are a resistor R5 and a resistor R5.
And is supplied to the collector of the phototransistor Q3. Therefore, the envelope of the signal waveform applied to the collector of the phototransistor Q3 has a shape in which the width of the level change of the envelope indicated by P4 is compressed in accordance with the ratio of each value of the resistors R5 and R6. . And the resistance R
The 0 level is shifted by a voltage determined by the ratio of each value of 5 to the resistor R6 and the voltage between the terminals of the capacitor C5. Therefore, the envelope shown by P2 is obtained.
【0026】以上のことから、時刻T1以前では、フォ
トトランジスタQ3のコレクタに供給される電圧は、制
御トランジスタQ2のベースに電流を流すことが可能な
電圧となるので、直流出力21は5Vに安定されること
になる。そして、時刻T1となったときにも、フォトト
ランジスタQ3のコレクタに供給される電圧は、電圧V
1(フォトトランジスタQ3がオンであるときにも、制
御トランジスタQ2にベース電流が流れなくなる電圧)
より高い電圧に維持される。このため、時刻T1以後に
おいても、制御トランジスタQ2のベースに電流が流れ
ることから、直流出力21の電圧は5Vに維持され、異
常な電圧の上昇が発生しない。そして、時刻T2となっ
たときには、プラスIN+の電圧が、直流出力21の電
圧を5Vに維持することが不能な電圧となるため、時刻
T2以後では、直流出力21の電圧は徐々に低下を始め
る。そして、時刻T3となったときには、スイッチング
動作が停止する。From the above, before the time T1, the voltage supplied to the collector of the phototransistor Q3 is a voltage at which a current can flow through the base of the control transistor Q2, so that the DC output 21 is stable at 5V. Will be done. Then, even at time T1, the voltage supplied to the collector of the phototransistor Q3 is the voltage V
1 (voltage at which base current does not flow through control transistor Q2 even when phototransistor Q3 is on)
It is maintained at a higher voltage. Therefore, even after the time T1, a current flows through the base of the control transistor Q2, so that the voltage of the DC output 21 is maintained at 5 V, and an abnormal voltage rise does not occur. Then, at the time T2, the voltage of the plus IN + becomes a voltage at which the voltage of the DC output 21 cannot be maintained at 5 V. Therefore, after the time T2, the voltage of the DC output 21 starts to gradually decrease. . Then, at time T3, the switching operation stops.
【0027】なお、補助電源回路2が生成するプラス電
圧は、プラスIN+の電圧に関わりなく一定である。こ
のため、プラスIN+の電圧が略140Vとなる通常の
待機モード時にも、補助電源回路2が出力するプラス電
圧は、時刻T1における電圧と近似した電圧に維持され
る。このため、抵抗R6による消費電力の増加(損失の
増加)が防止されることになる。The plus voltage generated by the auxiliary power supply circuit 2 is constant regardless of the plus IN + voltage. For this reason, even in the normal standby mode in which the plus IN + voltage is approximately 140 V, the plus voltage output from the auxiliary power supply circuit 2 is maintained at a voltage similar to the voltage at the time T1. Therefore, an increase in power consumption (an increase in loss) due to the resistor R6 is prevented.
【0028】図4は、補助電源回路のためのコイルを、
帰還コイルL3と共用とした実施形態の電気的接続を示
す回路図であり、図1に示す実施形態と接続が異なる部
分についての電気的接続を示している。FIG. 4 shows a coil for an auxiliary power supply circuit,
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical connection of an embodiment shared with a feedback coil L3, showing an electrical connection of a portion different from the embodiment shown in FIG. 1 in connection.
【0029】帰還コイルL3の端子32(スイッチング
トランジスタQ1がオンとなるとき、マイナスとなる端
子)は、図1に示す実施形態ではマイナスIN−に接続
されていたが、本実施形態ではダイオードD9のカソー
ドに接続されている。そして、ダイオードD9のアノー
ドがマイナスIN−に接続されている。また、帰還コイ
ルL3の端子31(スイッチングトランジスタQ1がオ
ンとなるとき、プラスとなる端子)は、図1に示す実施
形態と同様に、ダイオードD1のアノードに接続されて
いる。The terminal 32 of the feedback coil L3 (the terminal which becomes negative when the switching transistor Q1 is turned on) is connected to the negative IN- in the embodiment shown in FIG. Connected to cathode. The anode of the diode D9 is connected to minus IN-. Further, the terminal 31 of the feedback coil L3 (the terminal which becomes positive when the switching transistor Q1 is turned on) is connected to the anode of the diode D1, as in the embodiment shown in FIG.
【0030】また、ダイオードD3のアノードは、図1
に示す実施形態では補助コイルL4に接続されていた
が、本実施形態では、帰還コイルL3の端子32に接続
されている。また、帰還コイルL3の端子31にはダイ
オードD8のカソードが接続されており、ダイオードD
8のアノードはマイナスIN−に接続されている。The anode of the diode D3 is
Is connected to the auxiliary coil L4 in the embodiment shown in FIG. 5, but is connected to the terminal 32 of the feedback coil L3 in this embodiment. Further, the cathode of a diode D8 is connected to the terminal 31 of the feedback coil L3.
The anode 8 is connected to minus IN-.
【0031】すなわち、本実施形態は、図1に示す実施
形態から補助コイルL4を省略すると共に、2つのダイ
オードD8,D9を追加した構成となっている。なお、
高周波トランス6に蓄えられたエネルギが放出される期
間において、スイッチングトランジスタQ1をオフ状態
に維持することを可能とするため、コンデンサC1の容
量は、図1に示す実施形態に比した場合には、大きな値
に変更される。That is, the present embodiment has a configuration in which the auxiliary coil L4 is omitted from the embodiment shown in FIG. 1 and two diodes D8 and D9 are added. In addition,
During the period in which the energy stored in the high-frequency transformer 6 is released, the switching transistor Q1 can be maintained in the off state, so that the capacitance of the capacitor C1 is smaller than that of the embodiment shown in FIG. Changed to a large value.
【0032】上記構成からなる動作を説明すると、スイ
ッチングトランジスタQ1がオンとなるときには、端子
31がプラス、端子32がマイナスとなる。従って、帰
還コイルL3の端子31に発生したプラス電圧は、ダイ
オードD1を介して、スイッチングトランジスタQ1の
ベースに流れる。また、帰還コイルL3に帰還すべき電
流は、ダイオードD9を介して、端子32に流れること
になる。The operation of the above configuration will be described. When the switching transistor Q1 is turned on, the terminal 31 becomes positive and the terminal 32 becomes negative. Accordingly, the positive voltage generated at the terminal 31 of the feedback coil L3 flows through the diode D1 to the base of the switching transistor Q1. The current to be fed back to the feedback coil L3 flows to the terminal 32 via the diode D9.
【0033】一方、スイッチングトランジスタQ1がオ
フとなるときには、端子31がマイナス、端子32がプ
ラスとなる。従って、端子32に発生したプラス電圧
は、ダイオードD3を介して流れる。そして、帰還コイ
ルL3に帰還すべき電流は、ダイオードD8を介して、
端子31に流れることになる。このため、ダイオードD
8、コンデンサC5、抵抗R6、ダイオードD3からな
る補助電源回路33は、スイッチングトランジスタQ1
がオフとなるとき、帰還コイルL3に発生する電圧を取
り出して、プラス電圧を生成する回路として動作するこ
とになる。On the other hand, when the switching transistor Q1 is turned off, the terminal 31 becomes negative and the terminal 32 becomes positive. Therefore, the positive voltage generated at the terminal 32 flows through the diode D3. Then, the current to be fed back to the feedback coil L3 passes through the diode D8,
It will flow to the terminal 31. Therefore, the diode D
8, an auxiliary power circuit 33 including a capacitor C5, a resistor R6, and a diode D3.
Turns off, the voltage generated in the feedback coil L3 is taken out, and the circuit operates as a circuit for generating a positive voltage.
【0034】[0034]
【発明の効果】請求項1記載の発明に係るスイッチング
電源は、一次コイルの電流をスイッチングするスイッチ
ングトランジスタと、スイッチングトランジスタのベー
ス電流の制御を行う制御トランジスタと、制御トランジ
スタのベースに二次側直流出力の電圧誤差に対応した電
流を帰還する絶縁素子とを備えたスイッチング電源に適
用し、スイッチングトランジスタがオフとなるとき、高
周波トランスに巻回されたコイルに発生する電圧を取り
出して平滑することにより、プラス電圧を生成する補助
電源回路を備え、補助電源回路により生成されたプラス
電圧を前記絶縁素子の出力素子の動作電源としている。
すなわち、補助電源回路は、スイッチングトランジスタ
がオフとなるとき、コイルに発生する電圧からプラス電
圧を生成する。従って、補助電源回路が生成するプラス
電圧は、二次側直流出力の電圧が設定値より低下しない
限り、所定値を満たす電圧となる。このため、絶縁素子
の出力素子に供給される電圧は、一次側入力の電圧が低
下するときにも、制御トランジスタのベースに電流を流
すことができる電圧に維持される。従って、一次側入力
の電圧が低下するときにも、二次側直流出力の電圧は設
定値に安定化される。また、補助電源回路が生成するプ
ラス電圧は、一次側入力の電圧に関わりなく一定である
ので、一次側入力の電圧が高くなるときにも、プラス電
圧の消費電力は増加しない。このため、損失の増加を招
くことなく、一次側入力の電圧が低下するときの二次側
出力電圧の異常上昇を防止することが可能となってい
る。According to the first aspect of the present invention, there is provided a switching power supply comprising: a switching transistor for switching a current of a primary coil; a control transistor for controlling a base current of the switching transistor; By applying to a switching power supply with an insulation element that feeds back a current corresponding to the output voltage error, when the switching transistor is turned off, the voltage generated in the coil wound around the high-frequency transformer is taken out and smoothed. And an auxiliary power supply circuit for generating a positive voltage, wherein the positive voltage generated by the auxiliary power supply circuit is used as an operating power supply for the output element of the insulating element.
That is, when the switching transistor is turned off, the auxiliary power supply circuit generates a positive voltage from the voltage generated in the coil. Therefore, the plus voltage generated by the auxiliary power supply circuit is a voltage that satisfies the predetermined value unless the voltage of the secondary-side DC output drops below the set value. For this reason, the voltage supplied to the output element of the insulating element is maintained at a voltage that allows a current to flow through the base of the control transistor even when the voltage of the primary input decreases. Therefore, even when the voltage of the primary side input decreases, the voltage of the secondary side DC output is stabilized at the set value. Further, since the plus voltage generated by the auxiliary power supply circuit is constant irrespective of the voltage of the primary input, even when the voltage of the primary input becomes high, the power consumption of the plus voltage does not increase. Therefore, it is possible to prevent an abnormal increase in the secondary output voltage when the voltage of the primary input decreases, without increasing the loss.
【0035】また請求項2記載の発明に係るスイッチン
グ電源は、前記コイルを、前記スイッチングトランジス
タに正帰還を与える帰還コイルとは別途に巻回された補
助コイルとしている。すなわち、スイッチングトランジ
スタがオフとなるとき、補助コイルに発生する電圧を取
り出すには、補助コイルの端子にダイオードを接続すれ
ばよい。そして、ダイオードの整流出力を、コンデンサ
を用いて平滑するのみで、プラス電圧を生成することが
できる。このため、素子数の増加を抑制することが可能
となっている。Further, in the switching power supply according to the present invention, the coil is an auxiliary coil wound separately from a feedback coil for providing a positive feedback to the switching transistor. That is, when the switching transistor is turned off, to extract the voltage generated in the auxiliary coil, a diode may be connected to the terminal of the auxiliary coil. Then, a positive voltage can be generated only by smoothing the rectified output of the diode using a capacitor. For this reason, it is possible to suppress an increase in the number of elements.
【図1】本発明に係るスイッチング電源の一実施形態の
電気的接続を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical connection of an embodiment of a switching power supply according to the present invention.
【図2】実施形態の主要信号の波形を示すタイミングチ
ャートである。FIG. 2 is a timing chart showing waveforms of main signals according to the embodiment.
【図3】補助電源回路のためのコイルを、帰還コイルと
共用とした実施形態の電気的接続を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical connection of an embodiment in which a coil for an auxiliary power supply circuit is shared with a feedback coil.
【図4】従来技術の電気的接続を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional electrical connection.
2 補助電源回路 3 フォトカプラ(絶縁素子) 6 高周波トランス 21 二次側直流出力 33 補助電源回路 L1 一次コイル L3 帰還コイル L4 補助コイル Q1 スイッチングトランジスタ Q2 制御トランジスタ Q3 フォトトランジスタ(絶縁素子の出力素子) Reference Signs List 2 auxiliary power circuit 3 photocoupler (insulating element) 6 high frequency transformer 21 secondary side DC output 33 auxiliary power circuit L1 primary coil L3 feedback coil L4 auxiliary coil Q1 switching transistor Q2 control transistor Q3 phototransistor (output element of insulating element)
Claims (2)
の電流をスイッチングするスイッチングトランジスタ
と、スイッチングトランジスタのベース電流の制御を行
う制御トランジスタと、制御トランジスタのベースに二
次側直流出力の電圧誤差に対応した電流を帰還する絶縁
素子とを備えたスイッチング電源において、 スイッチングトランジスタがオフとなるとき、前記高周
波トランスに巻回されたコイルに発生する電圧を取り出
して平滑することにより、プラス電圧を生成する補助電
源回路を備え、 補助電源回路により生成されたプラス電圧を前記絶縁素
子の出力素子の動作電源とすることを特徴とするスイッ
チング電源。1. A switching transistor for switching a current of a primary coil wound around a high-frequency transformer, a control transistor for controlling a base current of the switching transistor, and a voltage error of a secondary DC output at a base of the control transistor. In a switching power supply including an insulating element that feeds back a corresponding current, when a switching transistor is turned off, a voltage generated in a coil wound around the high-frequency transformer is extracted and smoothed to generate a positive voltage. A switching power supply, comprising: an auxiliary power supply circuit, wherein a positive voltage generated by the auxiliary power supply circuit is used as an operation power supply of an output element of the insulating element.
ジスタに正帰還を与える帰還コイルとは別途に巻回され
た補助コイルとしたことを特徴とする請求項1記載のス
イッチング電源。2. The switching power supply according to claim 1, wherein the coil is an auxiliary coil wound separately from a feedback coil that provides positive feedback to the switching transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12990498A JPH11332237A (en) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Switching power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12990498A JPH11332237A (en) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Switching power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11332237A true JPH11332237A (en) | 1999-11-30 |
Family
ID=15021273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12990498A Pending JPH11332237A (en) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Switching power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11332237A (en) |
-
1998
- 1998-05-13 JP JP12990498A patent/JPH11332237A/en active Pending
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