JPH1169823A - Switching power source - Google Patents

Switching power source

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Publication number
JPH1169823A
JPH1169823A JP23023497A JP23023497A JPH1169823A JP H1169823 A JPH1169823 A JP H1169823A JP 23023497 A JP23023497 A JP 23023497A JP 23023497 A JP23023497 A JP 23023497A JP H1169823 A JPH1169823 A JP H1169823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching
power supply
primary winding
control circuit
diode
Prior art date
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Pending
Application number
JP23023497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Yasuzawa
精一 安沢
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.)
Japan Radio Co Ltd
Nagano Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Nagano Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1169823A publication Critical patent/JPH1169823A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power source capable of improving conversion efficiency. SOLUTION: This power unit 1 is equipped with a transformer 4, which has primary windings 4a and 4b and a secondary winding 4c, input parts 3a and 3b each side of which is connected to one end 4d each of the primary windings 4a and 4b and which receive the input of AC which is applied between the one hand each and the other hand each, a switching element 6a which is connected between the other end of the primary winding 4a and the input part 3b, a unidirectional element 5a which is connected in series to the switching element 6a and through which a current can be conducted from the other end of the primary winding 4a to the input part 3b, a switching element 6b which is connected between the other end of the primary winding 4b and the input part 3b, a unidirectional element 5b which is connected in series to the switching element 6b and through which a current can be applied from the input part 3b to the other end of the primary winding 4b, and a switching control circuit 7 which controls the switching of the switching elements 6a and 6b. In this case, a DC power is generated by rectifying the induced voltage of the primary winding 4c at a switching control.

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、スイッチング用ト
ランスの一次巻線に脈流電圧を印加させ、二次巻線の誘
起電圧を整流することにより直流電力を生成するスイッ
チング電源装置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 generating a DC power by applying a pulsating voltage to a primary winding of a switching transformer and rectifying an induced voltage of a secondary winding. .

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のスイッチング電源装置として
は、図4に示す電源装置21が従来から知られている。
同図に示す電源装置21は、交流電源2の交流を入力す
るための1対の入力端子3a,3bと、両入力端子3
a,3b間に配設されダイオード22a〜22dによっ
て構成されたダイオードブリッジ23と、ダイオードブ
リッジ23内のダイオード22aのカソードに一次巻線
24aの一端が接続されているスイッチング用のトラン
ス24と、一次巻線24aの他端とダイオードブリッジ
23内のダイオード22dのアノード間に配設されたス
イッチング素子としてのFET25と、FET25のス
イッチングを制御するスイッチング制御回路26と、ト
ランス24の二次巻線24b側に配設された整流用のダ
イオード8および平滑用のコンデンサ9とを備えてい
る。
2. Description of the Related Art As a switching power supply of this type, a power supply 21 shown in FIG. 4 is conventionally known.
The power supply device 21 shown in FIG. 1 includes a pair of input terminals 3 a and 3 b for inputting AC of the AC power supply 2 and both input terminals 3 a and 3 b.
a and a switching transformer 24 having one end of a primary winding 24a connected to the cathode of the diode 22a in the diode bridge 23; An FET 25 as a switching element disposed between the other end of the winding 24a and the anode of the diode 22d in the diode bridge 23, a switching control circuit 26 for controlling the switching of the FET 25, and a secondary winding 24b side of the transformer 24 And a rectifying diode 8 and a smoothing capacitor 9 which are disposed at the same time.

【0003】この電源装置21では、スイッチング制御
回路26によるスイッチング時には、交流電源2から出
力される交流電流は、入力端子3a側における交流電圧
が正電圧であって入力端子3b側における交流電圧が負
電圧のときには、入力端子3a、ダイオード22a、一
次巻線24a、FET25、ダイオード22cおよび入
力端子3bからなる電流経路I11を流れ、入力端子3b
側における交流電圧が正電圧であって入力端子3ab側
における交流電圧が負電圧のときには、入力端子3b、
ダイオード22b、一次巻線24a、FET25、ダイ
オード22dおよび入力端子3aからなる電流経路I12
を流れる。この結果、交流電源2の出力交流がダイオー
ドブリッジ23によって脈流に整流され、脈流電流がF
ET25のスイッチングに応じて一次巻線24aを断続
的に流れることにより、二次巻線24bに誘起電圧が誘
起される。次いで、ダイオード8が誘起電圧を整流し、
コンデンサ9が整流された脈流を平滑することにより、
直流電力が生成されている。この場合、スイッチング制
御回路26は、コンデンサ9の正極電圧が所定電圧にな
るようにスイッチング信号のデューティ比を制御するこ
とにより、安定化された直流が直流出力として外部に出
力される。
In the power supply device 21, when switching is performed by the switching control circuit 26, the AC current output from the AC power supply 2 has a positive AC voltage at the input terminal 3a and a negative AC voltage at the input terminal 3b. when the voltage input terminal 3a, the diode 22a, the primary winding 24a, FET 25, a current path I 11 consisting of diode 22c and the input terminal 3b flows, the input terminal 3b
When the AC voltage on the input terminal 3ab side is a positive voltage and the AC voltage on the input terminal 3ab side is a negative voltage, the input terminal 3b,
A current path I 12 composed of a diode 22b, a primary winding 24a, an FET 25, a diode 22d, and an input terminal 3a.
Flows through. As a result, the output AC of the AC power supply 2 is rectified into a pulsating flow by the diode bridge 23, and the pulsating current becomes F
By causing the primary winding 24a to intermittently flow according to the switching of the ET 25, an induced voltage is induced in the secondary winding 24b. Next, the diode 8 rectifies the induced voltage,
By the condenser 9 smoothing the rectified pulsating flow,
DC power is being generated. In this case, the switching control circuit 26 controls the duty ratio of the switching signal so that the positive voltage of the capacitor 9 becomes a predetermined voltage, so that the stabilized DC is output to the outside as a DC output.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
電源装置21には、以下の問題点がある。すなわち、こ
の電源装置21では、交流電源2の出力交流が電流経路
11を流れる際には、ダイオード22a,22cおよび
FET25による電力損失が生じ、電流経路I12を流れ
る際には、ダイオード22b,22dおよびFET25
による電力損失が生じている。この場合、例えば、ダイ
オード22a〜22dの順方向電圧を1Vとし、交流電
流の入力電流値を10Aとすれば、2つのダイオード2
2a,22c(または22b,22d)によって20W
の電力を損失するため、装置全体としての変換効率が低
下しているという問題点がある。
However, the conventional power supply 21 has the following problems. That is, in the power supply device 21, when the output AC of the AC power source 2 flows through the current path I 11, the diode 22a, the power loss caused by the 22c and FET 25, when flowing through the current path I 12 includes a diode 22b, 22d and FET25
Causes power loss. In this case, for example, if the forward voltage of the diodes 22a to 22d is 1V and the input current value of the alternating current is 10A, two diodes 2
20W by 2a, 22c (or 22b, 22d)
However, there is a problem that the conversion efficiency of the entire device is reduced due to the loss of the power.

【0005】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたものであり、装置全体としての変換効率を向上する
ことが可能なスイッチング電源装置を提供することを主
目的とする。
[0005] The present invention has been made to solve such a problem, and has as its main object to provide a switching power supply device capable of improving the conversion efficiency of the entire device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項1記載のスイッチング電源装置は、第1および第2
の一次巻線並びに二次巻線を有するスイッチング用のト
ランスと、両一次巻線のそれぞれの一端に一方が接続さ
れ、その一方と他方との間に印加される交流を入力する
ための入力部と、第1の一次巻線の他端および他方の入
力部間に接続された第1のスイッチング素子と、第1の
スイッチング素子に直列接続され第1の一次巻線の他端
から他方の入力部に向けて電流を導通可能な第1の一方
向性素子と、第2の一次巻線の他端および他方の入力部
間に接続された第2のスイッチング素子と、第2のスイ
ッチング素子に直列接続され他方の入力部から第2の一
次巻線の他端に向けて電流を導通可能な第2の一方向性
素子と、両スイッチング素子のスイッチングを制御する
スイッチング制御回路とを備え、スイッチング制御回路
によるスイッチング制御時に二次巻線に誘起する誘起電
圧を整流して直流電力を生成することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a switching power supply device comprising:
A switching transformer having a primary winding and a secondary winding, one of which is connected to one end of each of the two primary windings, and an input unit for inputting an alternating current applied between the one and the other. A first switching element connected between the other end of the first primary winding and the other input portion, and another input from the other end of the first primary winding connected in series to the first switching element. A first unidirectional element capable of conducting current toward the second switching element, a second switching element connected between the other end of the second primary winding and the other input section, and a second switching element. A second unidirectional element connected in series and capable of conducting a current from the other input section toward the other end of the second primary winding; and a switching control circuit for controlling switching of both switching elements; Switch by control circuit An induced voltage induced in the secondary winding when a controlled rectifier to and generates DC power.

【0007】このスイッチング電源装置では、入力され
る交流の位相に応じて両一方向性素子がオン作動する。
つまり、一方の入力部に印加される交流電圧が正電圧で
ある正サイクル時には、第1のスイッチング素子と第1
の一方向性素子との組がオン作動すると共に、一方の入
力部に印加される交流電圧が負電圧である負サイクル時
には、第2のスイッチング素子と第2の一方向性素子と
の組がオン作動する。これにより、交流の整流およびス
イッチング動作が同時に行われる。具体的には、交流電
流は以下の経路で流れる。すなわち、上記した正サイク
ル時のときには、スイッチング制御回路が第1のスイッ
チング素子に対してスイッチングを行わせることによ
り、交流電流は、一方の入力部、第1の一次巻線、第1
のスイッチング素子と第1の一方向性素子との直列回
路、および他方の入力部からなる電流経路を流れる。逆
に、上記した負サイクル時のときには、スイッチング制
御回路が第2のスイッチング素子に対してスイッチング
を行わせることにより、交流電流は、他方の入力部、第
2のスイッチング素子と第2の一方向性素子との直列回
路、第2の一次巻線、および一方の入力部からなる電流
経路を流れる。これにより、脈流を生成する交流の整流
と、一次巻線に脈流電圧を印加するスイッチング動作が
同時に行われる。これらの場合、交流が流れる経路中に
は、一方向性素子およびスイッチング素子がそれぞれ1
つずつ介在する。したがって、交流を整流するために、
従来の電源装置21では2つの整流用ダイオードによっ
て電力を損失していたのに対し、このスイッチング電源
装置では、1つの一方向性素子によって電力を損失する
だけであるため、整流の際における電力損失を低減する
ことができる。この結果、装置全体としての電力効率を
向上させることが可能となる。
In this switching power supply, the bidirectional elements are turned on in accordance with the phase of the input alternating current.
That is, in a positive cycle in which the AC voltage applied to one input unit is a positive voltage, the first switching element and the first
During the negative cycle in which the AC voltage applied to one input is a negative voltage, the pair of the second switching element and the second unidirectional element is turned on. Operate on. Thereby, the rectification and the switching operation of the AC are performed simultaneously. Specifically, the alternating current flows through the following path. That is, at the time of the above-described positive cycle, the switching control circuit causes the first switching element to perform switching, so that the AC current is supplied to the one input section, the first primary winding, the first
Flows through a current path including a series circuit of the switching element and the first unidirectional element and the other input part. Conversely, at the time of the negative cycle described above, the switching control circuit causes the second switching element to perform switching, so that the alternating current flows through the other input portion, the second switching element, and the second one-way. Flows through a current path consisting of a series circuit with a conductive element, a second primary winding, and one input. As a result, rectification of alternating current for generating a pulsating flow and switching operation for applying a pulsating voltage to the primary winding are performed simultaneously. In these cases, a unidirectional element and a switching element are each provided in the path through which the alternating current flows.
Intervene one by one. Therefore, to rectify the alternating current,
In the conventional power supply device 21, power is lost by two rectifying diodes, whereas in this switching power supply device, power is only lost by one unidirectional element. Can be reduced. As a result, it is possible to improve the power efficiency of the entire device.

【0008】請求項2記載のスイッチング電源装置は、
請求項1記載のスイッチング電源装置において、両一方
向性素子は、ダイオードでそれぞれ構成されていること
を特徴とする。
The switching power supply according to claim 2 is
2. The switching power supply according to claim 1, wherein each of the two unidirectional elements is formed of a diode.

【0009】一方向性素子として種々の半導体素子を用
いることが可能である。一方、このスイッチング電源装
置のように、ダイオードを用いた場合には、上記した正
サイクル時のときには、第1の一方向性素子としてのダ
イオードが導通し、負サイクル時のときには、第2の一
方向性素子としてのダイオードが導通する。したがっ
て、いずれか一方のみのダイオードが交流のサイクルに
応じて導通するため、煩雑な制御を省くことが可能とな
る。
Various semiconductor elements can be used as the unidirectional element. On the other hand, when a diode is used as in this switching power supply device, the diode as the first unidirectional element conducts during the above-described positive cycle, and the second diode as a first unidirectional element during the negative cycle. The diode as the directional element conducts. Therefore, only one of the diodes conducts according to the AC cycle, so that complicated control can be omitted.

【0010】請求項3記載のスイッチング電源装置は、
請求項1記載のスイッチング電源装置において、両一方
向性素子は、電界効果型トランジスタでそれぞれ構成さ
れると共に、交流の位相に応じて一方のみがオン作動さ
せられることを特徴とする。
The switching power supply according to claim 3 is
2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the bidirectional elements are each formed of a field effect transistor, and only one of the unidirectional elements is turned on in accordance with the phase of the alternating current.

【0011】このスイッチング電源装置では、電界効果
型トランジスタによって交流の整流が行われる。したが
って、ダイオードを使用して整流する場合と比較し、電
界効果型トランジスタの順方向電圧が小さい分、電力の
損失を低減することが可能となる。
In this switching power supply, rectification of alternating current is performed by a field effect transistor. Therefore, compared to the case where rectification is performed using a diode, power loss can be reduced by a smaller forward voltage of the field-effect transistor.

【0012】請求項4記載のスイッチング電源装置は、
請求項1から3のいずれかに記載のスイッチング電源装
置において、スイッチング制御回路は、両スイッチング
素子を同期してスイッチングさせることを特徴とする。
The switching power supply according to claim 4 is
The switching power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching control circuit switches both switching elements synchronously.

【0013】スイッチング動作のためには、交流が流れ
ている経路中のスイッチング素子のみがオン作動すれば
十分である。一方、このスイッチング電源装置では、両
スイッチング素子を同期してスイッチングさせるため、
両スイッチング素子を個別的に制御する場合と比較し、
スイッチング制御回路を簡易に構成することが可能とな
る。
For the switching operation, it is sufficient if only the switching elements in the path through which the alternating current flows are turned on. On the other hand, in this switching power supply, since both switching elements are switched in synchronization,
Compared to the case where both switching elements are controlled individually,
The switching control circuit can be easily configured.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係るスイッチング電源装置の好適な実施の形態につ
いて説明する。なお、電源装置21と同一の構成要素に
ついては同一の符号を付して重複説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a switching power supply according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the same components as those of the power supply device 21 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0015】最初に、図1を参照して本発明に係るスイ
ッチング電源装置を適用した電源装置1の構成について
説明する。同図に示すように、電源装置1は、フライバ
ック型のスイッチング電源装置であって、それぞれの一
端が中間タップ4dとして共通接続されている2つの一
次巻線4a,4bと二次巻線4cとを備えたスイッチン
グ用のトランス4を備えている。また、トランス4の一
次回路側には、交流電源2からの交流電圧が印加される
入力端子3a,3bが配設されており、入力端子3aは
中間タップ4dに接続されている。一方、一次巻線4a
の他端と入力端子3bとの間には、本発明における第1
の一方向性素子としてのダイオード5aと、本発明にお
ける第1のスイッチング素子としてのFET6aとが直
列接続されている。さらに、一次巻線4bの他端と入力
端子3bとの間には、本発明における第2の一方向性素
子としてのダイオード5bと、本発明における第2のス
イッチング素子としてのFET6bとが直列接続されて
いる。また、一次回路側には、両FET6a,6bのス
イッチングを制御するためのスイッチング制御回路7が
配設されており、スイッチング制御回路7は、二次巻線
4c側の二次回路において整流・平滑された直流電圧を
入力し、その直流電圧に基づいて両FET6a,6bの
スイッチングデューティ比を制御することにより、直流
電圧を所定電圧に維持するようにフィードバック制御す
る。
First, the configuration of a power supply 1 to which a switching power supply according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the power supply device 1 is a flyback type switching power supply device, and has two primary windings 4a and 4b and a secondary winding 4c each having one end commonly connected as an intermediate tap 4d. And a switching transformer 4 having the following. Further, input terminals 3a and 3b to which an AC voltage from the AC power supply 2 is applied are provided on the primary circuit side of the transformer 4, and the input terminal 3a is connected to the intermediate tap 4d. On the other hand, the primary winding 4a
Between the other end of the first terminal and the input terminal 3b.
The diode 5a as a unidirectional element and the FET 6a as a first switching element in the present invention are connected in series. Further, a diode 5b as a second unidirectional element according to the present invention and an FET 6b as a second switching element according to the present invention are connected in series between the other end of the primary winding 4b and the input terminal 3b. Have been. On the primary circuit side, a switching control circuit 7 for controlling the switching of both FETs 6a and 6b is provided. The switching control circuit 7 rectifies and smoothes in the secondary circuit on the secondary winding 4c side. The input DC voltage is input, and the feedback control is performed so as to maintain the DC voltage at a predetermined voltage by controlling the switching duty ratio of both FETs 6a and 6b based on the DC voltage.

【0016】次に、電源装置1の全体的な動作について
説明する。
Next, the overall operation of the power supply device 1 will be described.

【0017】スイッチング動作開始後においては、スイ
ッチング制御回路7が両FET6a,6bに対してスイ
ッチング信号SS を出力することにより、両FET6
a,6bはスイッチング信号SS に従ってスイッチング
動作を継続する。この状態において、入力端子3a,3
bに印加された交流電圧が正電圧である正サイクル時に
は、ダイオード5aが導通すると共にダイオード5bが
非導通となる。これにより、交流電流は、入力端子3
a、中間タップ4d、一次巻線4a、ダイオード5a、
FET6aおよび入力端子3bからなる電流経路I1a
流れ、かつ、入力端子3a,3bに印加された交流電圧
が負電圧である負サイクル時には、電流経路I1aを流れ
ることはない。この結果、交流はダイオード5aによっ
て整流される。また、これと同時に、FET6aが、ス
イッチング制御回路7から出力されるスイッチング信号
S に従って脈流をスイッチングする。この際、FET
6aのスイッチングによってトランス4にエネルギーが
蓄積されると共に、蓄積されたエネルギーに基づく誘起
電圧が二次巻線4cに誘起する。次いで、誘起電圧がダ
イオード8によって整流されると共に、整流された直流
がコンデンサ9によって平滑されて直流出力として装置
外部に出力される。この場合、スイッチング制御回路7
は、平滑された直流を入力し、その直流電圧が所定電圧
になるようにスイッチング信号SS のデューティ比を制
御する。なお、両FET6a,6bはスイッチング制御
回路7から出力されるスイッチング信号SS に同期して
共にオン作動させられており、スイッチング信号SS
ロウレベル信号(以下、L信号」ともいう)のときに
は、両FET6a,6bがそれぞれ非導通状態に制御さ
れて両電流経路I1a,I1aが遮断される結果、交流電流
は非導通状態に維持される。
After the start of the switching operation, the switching control circuit 7 outputs a switching signal S S to both FETs 6a and 6b, so that both FETs 6a and 6b are switched.
a, 6b continues the switching operation in accordance with the switching signal S S. In this state, the input terminals 3a, 3
During a positive cycle in which the AC voltage applied to b is a positive voltage, the diode 5a is turned on and the diode 5b is turned off. Thereby, the alternating current is applied to the input terminal 3
a, an intermediate tap 4d, a primary winding 4a, a diode 5a,
FET6a and flows a current path I 1a consisting of an input terminal 3b, and the input terminal 3a, an AC voltage applied to 3b During some negative cycles in the negative voltage, it does not flow a current path I 1a. As a result, the alternating current is rectified by the diode 5a. At the same time, FET 6a is, to switch the pulsating accordance switching signal S S outputted from the switching control circuit 7. At this time, FET
Energy is stored in the transformer 4 by the switching of 6a, and an induced voltage based on the stored energy is induced in the secondary winding 4c. Next, the induced voltage is rectified by the diode 8, and the rectified DC is smoothed by the capacitor 9 and output to the outside of the apparatus as a DC output. In this case, the switching control circuit 7
Inputs a smoothed DC and controls the duty ratio of the switching signal S S so that the DC voltage becomes a predetermined voltage. Incidentally, both FET 6a, 6b are brought into ON operated together in synchronism with the switching signal S S outputted from the switching control circuit 7, when the switching signal S S is a low level signal (hereinafter, also referred to as L signals ") of, As a result, the two current paths I 1a and I 1a are cut off by controlling both FETs 6a and 6b to be in a non-conductive state, so that the alternating current is maintained in a non-conductive state.

【0018】逆に、上記した負サイクル時には、ダイオ
ード5bが導通すると共にダイオード5aが非導通とな
る。これにより、交流電流は、上記した電流経路I1b
流れ、かつ、上記した正サイクル時には、電流経路I1b
を流れることはない。この結果、交流はダイオード5b
によって整流される。また、これと同時に、FET6b
が、スイッチング制御回路7から出力されるスイッチン
グ信号SS に従って脈流をスイッチングする。この際に
も、FET6bのスイッチングによってトランス4にエ
ネルギーが蓄積されると共に、蓄積されたエネルギーに
基づく誘起電圧が二次巻線4cに誘起する。次いで、誘
起電圧がダイオード8によって整流されると共に、整流
された直流がコンデンサ9によって平滑されて直流出力
として装置外部に出力される。この場合にも、スイッチ
ング制御回路7によるスイッチング信号SS のデューテ
ィ比制御が同じように行われる。
Conversely, at the time of the negative cycle, the diode 5b is turned on and the diode 5a is turned off. As a result, the alternating current flows through the above-described current path I 1b , and at the time of the above-described positive cycle, the current path I 1b
Never flow. As a result, the AC is applied to the diode 5b.
Rectified by At the same time, the FET 6b
Switches the pulsating flow according to the switching signal S S output from the switching control circuit 7. Also at this time, energy is accumulated in the transformer 4 by switching of the FET 6b, and an induced voltage based on the accumulated energy is induced in the secondary winding 4c. Next, the induced voltage is rectified by the diode 8, and the rectified DC is smoothed by the capacitor 9 and output to the outside of the apparatus as a DC output. Also in this case, the duty ratio control of the switching signal S S by the switching control circuit 7 is performed in the same manner.

【0019】以上のように、この電源装置1では、入力
端子3a,3bに印加される交流の位相、つまり交流の
正負サイクルに応じて、ダイオード5aおよびFET6
aの組、またはダイオード5bおよびFET6bの組が
オン作動することにより、交流の整流およびスイッチン
グ動作が同時に行われる。これらの場合、交流の電流経
路I1a,I1b中には、ダイオードおよびFETがそれぞ
れ1つずつのみ介在するだけであるため、整流の際にお
ける電力損失を低減することができる。具体的には、ダ
イオード5a,5bの順方向電圧を1Vとし、交流電流
の入力電流値を10Aとすれば、交流の整流に伴う電力
損失は10Wとなり、電源装置21における電力損失
(20W)と比較し、1/2に低減することができる。
この結果、装置全体としての変換効率を向上させること
ができる。また、両FET6a,6bを同期してオン作
動させることにより、両FET6a,6bに対して別個
にスイッチング信号SS を出力する場合と比較し、スイ
ッチング制御回路7を簡易に構成することができる。
As described above, in this power supply device 1, the diode 5a and the FET 6 are connected to the input terminal 3a, 3b in accordance with the phase of the alternating current applied to the input terminals 3a, 3b, ie, the positive and negative cycles of the alternating current.
By turning on the set a or the set of the diode 5b and the FET 6b, AC rectification and switching operations are performed simultaneously. In these cases, since only one diode and one FET are interposed in each of the AC current paths I 1a and I 1b , power loss during rectification can be reduced. Specifically, assuming that the forward voltages of the diodes 5a and 5b are 1V and the input current value of the AC current is 10A, the power loss accompanying the rectification of the AC is 10W, and the power loss (20W) in the power supply device 21 is In comparison, it can be reduced to half.
As a result, the conversion efficiency of the entire device can be improved. Further, both the FET 6a, by synchronizing to the on operation of 6b, both FET 6a, separately compared with the case of outputting a switching signal S S with respect 6b, it is possible to configure the switching control circuit 7 simply.

【0020】次に、図2を参照して他の実施形態に係る
電源装置11について説明する。なお、この電源装置1
1の構成についても電源装置1と同一の構成要素につい
ては同一の符号を付して重複説明を省略する。
Next, a power supply device 11 according to another embodiment will be described with reference to FIG. The power supply 1
In the configuration 1 as well, the same components as those of the power supply device 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0021】同図に示すように、電源装置11は、電源
装置1におけるダイオード5a,5bに代えてFET1
2a,12bを用いている点が電源装置1とは相違す
る。この電源装置11では、スイッチング動作開始後に
おいては、スイッチング制御回路13が、図3(d)に
示すスイッチングSS を両FET6a,6bに対して出
力することにより、両FET6a,6bは、スイッチン
グ信号SS に従ってスイッチング動作を行う。この状態
において、同図(a)に示す交流電圧VACが上記した正
サイクル時のときには、スイッチング制御回路13がハ
イレベル信号(以下、「H信号」ともいう)である同図
(b)に示す制御信号Saを出力することにより、FE
T12aをオン作動させる。これにより、交流電流は、
入力端子3a、中間タップ4d、一次巻線4a、FET
12a、FET6aおよび入力端子3bからなる電流経
路I2aを流れ、かつ、上記した負サイクル時には、電流
経路I2aを流れることはない。この結果、交流はFET
12aによって整流される。また、これと同時に、FE
T6aが、スイッチング制御回路13から出力されるス
イッチング信号SS に従って脈流をスイッチングする。
As shown in FIG. 1, a power supply device 11 includes an FET 1 instead of the diodes 5a and 5b in the power supply device 1.
It differs from the power supply device 1 in that 2a and 12b are used. In the power supply device 11, after the start of the switching operation, the switching control circuit 13 outputs the switching S S shown in FIG. 3D to the FETs 6a and 6b, so that the FETs 6a and 6b switch the switching signal. and a switching operation is performed in accordance with S S. In this state, when the AC voltage V AC shown in the diagram (a) is at a positive cycle described above, the switching control circuit 13 is a high level signal in the diagram (hereinafter, also referred to as "H signal") (b) By outputting the control signal Sa shown in FIG.
T12a is turned on. Thus, the alternating current is
Input terminal 3a, middle tap 4d, primary winding 4a, FET
12a, flows through the current path I 2a consisting FET6a and the input terminal 3b, and, at the time of the negative cycle as described above, it does not flow through the current path I 2a. As a result, the AC
It is rectified by 12a. At the same time, FE
T6a is, to switch the pulsating accordance switching signal S S outputted from the switching control circuit 13.

【0022】逆に、上記した負サイクル時には、スイッ
チング制御回路13がH信号である同図(c)に示す制
御信号Sbを出力することにより、FET12bをオン
作動させる。これにより、交流電流は、入力端子3b、
FET12b、FET6b、一次巻線4b、中間タップ
4dおよび入力端子3aからなる電流経路I2bを流れ、
かつ、上記した正サイクル時には、電流経路I2bを流れ
ることはない。この結果、交流は、FET12bによっ
て整流される。また、これと同時に、FET6bが、ス
イッチング制御回路13から出力されるスイッチング信
号SS に従って脈流をスイッチングする。なお、この電
源装置11においても、トランス4へのエネルギーの蓄
積および二次巻線4cから出力される誘起電圧の整流お
よび平滑、並びに、スイッチング信号SS がL信号のと
きにおける交流電流に対する非導通状態の制御について
は、電源装置1と同様にして行われる。
Conversely, at the time of the above-described negative cycle, the switching control circuit 13 outputs the control signal Sb shown in FIG. 3C, which is an H signal, to turn on the FET 12b. As a result, the alternating current is applied to the input terminal 3b,
Flows through a current path I 2b composed of an FET 12b, an FET 6b, a primary winding 4b, an intermediate tap 4d, and an input terminal 3a;
In the above-described normal cycle, the current does not flow through the current path I2b . As a result, the alternating current is rectified by the FET 12b. At the same time, FET 6b is, to switch the pulsating accordance switching signal S S outputted from the switching control circuit 13. In this power supply device 11 as well, energy is stored in transformer 4 and rectification and smoothing of the induced voltage output from secondary winding 4c, and non-conduction to AC current when switching signal SS is L signal. The control of the state is performed in the same manner as in the power supply device 1.

【0023】以上のように、この電源装置11では、入
力端子3a,3bに印加される交流の位相、つまり交流
の正負サイクルに応じて、FET12aおよびFET6
aの組、またはFET12bおよびFET6bの組がオ
ン作動することにより、交流の整流およびスイッチング
動作が同時に行われる。これらの場合、交流の電流経路
2a,I2b中には、FETがそれぞれ2つずつのみ介在
するだけであるため、整流の際における電力損失を低減
することができる。具体的には、FET12a,12b
の順方向電圧を0.2Vとし、交流電流の入力電流値を
10Aとすれば、交流の整流に伴う電力損失は2Wとな
り、電源装置21における電力損失(20W)と比較
し、1/10に低減することができる。この結果、装置
全体としての変換効率をさらに向上させることができ
る。なお、この電源装置11においても、両FET6
a,6bを同期してオン作動させることにより、両FE
T6a,6bに対して別個にスイッチング信号SS を出
力する場合と比較し、スイッチング制御回路13を簡易
に構成することができる。
As described above, in the power supply device 11, the FET 12a and the FET 6 are controlled in accordance with the phase of the AC applied to the input terminals 3a and 3b, ie, the positive and negative cycles of the AC.
By turning on the set a or the set of the FET 12b and the FET 6b, AC rectification and switching operations are performed simultaneously. In these cases, since only two FETs are interposed in each of the AC current paths I 2a and I 2b , power loss during rectification can be reduced. Specifically, the FETs 12a and 12b
Is 0.2 V and the input current value of the AC current is 10 A, the power loss accompanying the rectification of the AC is 2 W, which is 1/10 of the power loss (20 W) in the power supply device 21. Can be reduced. As a result, the conversion efficiency of the entire device can be further improved. In this power supply device 11, both FETs 6
a and 6b are turned on in synchronization with each other so that both FEs
The switching control circuit 13 can be easily configured as compared with the case where the switching signal S S is separately output to T6a and 6b.

【0024】なお、電源装置1では、スイッチング素子
としてFETを使用し、電源装置11では、スイッチン
グ素子および一方向性素子としてFETを使用している
が、これに限定されず、本発明に係るスイッチング電源
装置では、スイッチング素子としてのFETに代えてト
ランジスタを使用することが可能である。また、上記実
施の形態ではフライバック形スイッチング電源装置の構
成を説明したが、これに限らず、本発明は、フォワード
形スイッチング電源装置にも適用することができる。
The power supply device 1 uses FETs as switching elements, and the power supply device 11 uses FETs as switching elements and one-way elements. However, the present invention is not limited to this. In the power supply device, a transistor can be used instead of the FET as the switching element. In the above embodiments, the configuration of the flyback type switching power supply has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a forward type switching power supply.

【0025】また、本実施形態では、トランス4に中間
タップ4dを設けた例について説明したが、中間タップ
4dを設けずに、一次巻線4aおよび一次巻線4bのそ
れぞれの一端をプリントパターンなどで共通接続するこ
ともできる。さらに、ダイオード5aおよびFET6
a、並びにダイオード5bおよびFET6bの接続につ
いても、直列回路を構成していればよくその接続は適宜
変更できる。例えば、一次巻線4aの一端にFET6a
のドレインを接続すると共に、FET6aのソースとダ
イオード5aのアノードとを接続し、ダイオード5aの
カソードと入力端子3bとを接続してもよい。
In this embodiment, the example in which the transformer 4 is provided with the intermediate tap 4d is described. However, one end of each of the primary winding 4a and the primary winding 4b may be provided without the intermediate tap 4d. Can be connected in common. Further, the diode 5a and the FET 6
Also, the connection between a and the diode 5b and the FET 6b may be appropriately changed as long as they form a series circuit. For example, an FET 6a is connected to one end of the primary winding 4a.
May be connected, the source of the FET 6a is connected to the anode of the diode 5a, and the cathode of the diode 5a is connected to the input terminal 3b.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載のスイッチ
ング電源装置によれば、入力される交流の位相に応じて
両一方向性素子をオン作動させることにより、交流を整
流するために、従来の電源装置21では2つの整流用ダ
イオードによって電力を損失していたのに対し、このス
イッチング電源装置では、1つの一方向性素子によって
電力が損失されるだけであるため、整流の際における電
力損失を低減することができ、これにより、装置全体と
しての電力効率を向上させることができる。
As described above, according to the switching power supply device of the first aspect, the two-way elements are turned on in accordance with the phase of the input alternating current to rectify the alternating current. In the conventional power supply device 21, power is lost by two rectifying diodes, whereas in this switching power supply device, power is only lost by one unidirectional element. The loss can be reduced, thereby improving the power efficiency of the entire device.

【0027】また、請求項2記載のスイッチング電源装
置によれば、ダイオードで両一方向性素子をそれぞれ構
成したことにより、煩雑な制御を行うことなく、装置全
体としての電力効率を向上させることができる。
According to the switching power supply device of the second aspect, since the bidirectional elements are each constituted by a diode, the power efficiency of the entire device can be improved without performing complicated control. it can.

【0028】さらに、請求項3記載のスイッチング電源
装置によれば、電界効果型トランジスタで両一方向性素
子をそれぞれ構成したことにより、一方向性素子として
のダイオードを使用して整流する場合と比較して、電力
の損失をさらに低減することができる。
Further, according to the switching power supply device of the third aspect, since the bidirectional elements are each constituted by a field effect transistor, the switching power supply apparatus is compared with the case where rectification is performed using a diode as a unidirectional element. Thus, power loss can be further reduced.

【0029】また、請求項4記載のスイッチング電源装
置によれば、両スイッチング素子を同期してスイッチン
グさせることにより、スイッチング制御回路を簡易に構
成することができると共に装置全体としての電力効率を
向上させることができる。
According to the switching power supply device of the fourth aspect, by switching both switching elements synchronously, a switching control circuit can be easily configured and the power efficiency of the entire device is improved. be able to.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る電源装置の回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施の形態に係る電源装置の回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply device according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施の形態に係る電源装置におけ
る各部の信号波形図であって、(a)は交流電圧VAC
電圧波形図、(b)は制御信号Saの信号波形図、
(c)は制御信号Sbの信号波形図、(d)はスイッチ
ング信号SS の信号波形図である。
3A and 3B are signal waveform diagrams of various parts in a power supply device according to another embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a voltage waveform diagram of an AC voltage VAC, and FIG. 3B is a signal waveform diagram of a control signal Sa. ,
(C) is a signal waveform diagram of the control signal Sb, and (d) is a signal waveform diagram of the switching signal S S.

【図4】従来の電源装置の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電源装置 3a 入力端子 3b 入力端子 4 トランス 4a 一次巻線 4b 一次巻線 4c 二次巻線 5a ダイオード 5b ダイオード 6a FET 6b FET 7 スイッチング制御回路 11 電源装置 12a FET 12b FET 13 スイッチング制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply 3a Input terminal 3b Input terminal 4 Transformer 4a Primary winding 4b Primary winding 4c Secondary winding 5a Diode 5b Diode 6a FET 6b FET 7 Switching control circuit 11 Power supply 12a FET 12b FET 13 Switching control circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1および第2の一次巻線並びに二次巻
線を有するスイッチング用のトランスと、前記両一次巻
線のそれぞれの一端に一方が接続され当該一方と他方と
の間に印加される交流を入力するための入力部と、前記
第1の一次巻線の他端および前記他方の入力部間に接続
された第1のスイッチング素子と、当該第1のスイッチ
ング素子に直列接続され前記第1の一次巻線の他端から
前記他方の入力部に向けて電流を導通可能な第1の一方
向性素子と、前記第2の一次巻線の他端および前記他方
の入力部間に接続された第2のスイッチング素子と、当
該第2のスイッチング素子に直列接続され前記他方の入
力部から前記第2の一次巻線の他端に向けて電流を導通
可能な第2の一方向性素子と、前記両スイッチング素子
のスイッチングを制御するスイッチング制御回路とを備
え、当該スイッチング制御回路によるスイッチング制御
時に前記二次巻線に誘起する誘起電圧を整流して直流電
力を生成することを特徴とするスイッチング電源装置。
1. A switching transformer having first and second primary windings and a secondary winding, one of which is connected to one end of each of the two primary windings, and a voltage applied between the one and the other. An input unit for inputting an alternating current to be input, a first switching element connected between the other end of the first primary winding and the other input section, and a series connection to the first switching element. A first unidirectional element capable of conducting a current from the other end of the first primary winding toward the other input portion, between the other end of the second primary winding and the other input portion; A second switching element connected to the second switching element, and a second one direction connected in series with the second switching element and capable of conducting a current from the other input portion to the other end of the second primary winding. Switching element and the switching element. And a switching control circuit for controlling the switching control circuit to rectify an induced voltage induced in the secondary winding during switching control by the switching control circuit to generate DC power.
【請求項2】 前記両一方向性素子は、ダイオードでそ
れぞれ構成されていることを特徴とする請求項1記載の
スイッチング電源装置。
2. The switching power supply device according to claim 1, wherein said bidirectional elements are each formed of a diode.
【請求項3】 前記両一方向性素子は、電界効果型トラ
ンジスタでそれぞれ構成されると共に、前記交流の位相
に応じて一方のみがオン作動させられることを特徴とす
る請求項1記載のスイッチング電源装置。
3. The switching power supply according to claim 1, wherein the bidirectional elements are each formed of a field-effect transistor, and only one of them is turned on in accordance with the phase of the alternating current. apparatus.
【請求項4】 前記スイッチング制御回路は、前記両ス
イッチング素子を同期してスイッチングさせることを特
徴とする請求項1から3のいずれかに記載のスイッチン
グ電源装置。
4. The switching power supply according to claim 1, wherein the switching control circuit switches the two switching elements synchronously.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10147883A1 (en) * 2001-09-28 2003-05-08 Infineon Technologies Ag Voltage transformer for supplying rectified output voltage to load, has control circuit regulating operation of transistor connected to diode in switch configuration based on rectified output voltage
JP2010193580A (en) * 2009-02-17 2010-09-02 Nichicon Corp Switching power supply device
DE102010027492A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Ecpe Engineering Center For Power Electronics Gmbh Voltage converter i.e. alternating-current to direct-current converter, for e.g. electronic device, has flyback converter connected with alternating-current terminal, so that voltage is applied between primary side connection points

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