JPS5857068B2 - Switching power supply control method - Google Patents

Switching power supply control method

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JPS5857068B2
JPS5857068B2 JP53050108A JP5010878A JPS5857068B2 JP S5857068 B2 JPS5857068 B2 JP S5857068B2 JP 53050108 A JP53050108 A JP 53050108A JP 5010878 A JP5010878 A JP 5010878A JP S5857068 B2 JPS5857068 B2 JP S5857068B2
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winding
voltage
output
power supply
transistor
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JP53050108A
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元良 藤田
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TDK Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インバータあるいはコンバータを用いたスイ
ッチング電源の制御方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control system for a switching power supply using an inverter or a converter.

スイッチング電源としては、従来より1石フライバック
型、1石フォワードコンバータ型、チョッパ型、プッシ
ュプル型、ブリッジ型等の各種の方式のものが用いられ
ており、これらの電44こおける出力制御はスイッチン
グ素子のオン期間又はオフ期間あるいは両方を変化させ
ることによって行っている。
Conventionally, various types of switching power supplies have been used, such as a one-stone flyback type, a one-stone forward converter type, a chopper type, a push-pull type, and a bridge type. This is done by changing the on period, the off period, or both of the switching elements.

ところで、スイッチング電源では、入力電源側と出力側
とが電気的に絶縁されていることが要求される場合が多
く、このため従来のスイッチング電源の制御方式では複
雑な回路構成となるきらいがあった。
By the way, switching power supplies often require electrical isolation between the input power supply side and the output side, and for this reason, conventional switching power supply control methods tend to have complicated circuit configurations. .

本発明は、上記の点番こ鑑み、スイッチング電源の入力
端と出力側とを絶縁した状態で出力制御及び必要lこ応
じて安定化制御を簡単な回路構成で実行可能なスイッチ
ング電源の制御方式を提供しようとするものである。
In view of the above points, the present invention provides a control method for a switching power supply that allows output control and, if necessary, stabilization control, to be performed with a simple circuit configuration while the input terminal and output side of the switching power supply are insulated. This is what we are trying to provide.

以下、本発明に係るスイッチング電源の制御方式の実施
例を図面に従って説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a control method for a switching power supply according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1実施例であって、1石フライバッ
ク型のスイッチング電源に適用した場合を示す。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, which is applied to a single-stone flyback type switching power supply.

この図において、出カドランス1の1次巻、IIAの一
端にはスイッチング素子としてのトランジスタ2が直列
に接続され、1次巻線1Aの他端は直流電源の正電源端
子Pに、トランジスタ2のエミッタは負電源端子Nlこ
夫々接続される。
In this figure, a transistor 2 as a switching element is connected in series to one end of the primary winding IIA of the output transformer 1, and the other end of the primary winding 1A is connected to the positive power supply terminal P of the DC power supply. The emitters are connected to the negative power supply terminals Nl.

トランス1の2次巻線1Bにはダイオード3及びコンデ
ンサ4の整流回路が接続され、出力端子A。
A rectifier circuit including a diode 3 and a capacitor 4 is connected to the secondary winding 1B of the transformer 1, and an output terminal A is connected thereto.

B間lこ負荷5が接続されるようになっている。A load 5 is connected between B and B.

一方、制御回路10は、一定周波数の矩形波を発生する
発振器11と、コンパレーク12及びロジック回路13
より成るパルス幅変調器14と、前記トランジスタ2を
7駆動するためのドライブ回路15とを有し、さらに3
個の巻線を有する電流変成器20を備えている。
On the other hand, the control circuit 10 includes an oscillator 11 that generates a rectangular wave of a constant frequency, a comparator 12, and a logic circuit 13.
It has a pulse width modulator 14 consisting of a pulse width modulator 14, and a drive circuit 15 for driving the transistor 2, and
The current transformer 20 has a number of windings.

この電流変成器20の第1巻線20Aは前記トランジス
タ2のコレクタ側に挿入され、第2巻線20Bの出力電
圧ecT2はコンパレータ12の一方の入力端子に加え
られる。
The first winding 20A of the current transformer 20 is inserted into the collector side of the transistor 2, and the output voltage ecT2 of the second winding 20B is applied to one input terminal of the comparator 12.

コンパレータ12の他方の入力端子には基準電圧VRB
Fが加えられる。
The other input terminal of the comparator 12 has a reference voltage VRB.
F is added.

前記電流変成器20の第3巻線20Cには可変抵抗器2
1が負荷されている。
A variable resistor 2 is connected to the third winding 20C of the current transformer 20.
1 is loaded.

以上の構成において、制御回路10のドライブ回路15
を介してトランジスタ2はスイッチングされ、トランジ
スタ2のオン期間にトランス1に蓄えられた磁気エネル
ギは、トランジスタ2のオフ期間に2次巻線1Bよりダ
イオード3を通してコンデンサ4及び負荷5に放出され
る。
In the above configuration, the drive circuit 15 of the control circuit 10
The magnetic energy stored in the transformer 1 during the ON period of the transistor 2 is released from the secondary winding 1B through the diode 3 to the capacitor 4 and the load 5 during the OFF period of the transistor 2.

この場合のトランジスタ2のコレクタ電圧波形は第2図
Aの如くなり、コレクタ電流波形は第2図Bのようにな
り、コレクタ電流ICは、 (但し、E:電源電圧、Lニドランス1の1次インダク
タンス、1oニドランス1の残留エネルギの等価1次電
流、t:トランジスタ2がオンしてからの時間) で示される。
In this case, the collector voltage waveform of transistor 2 is as shown in Figure 2A, the collector current waveform is as shown in Figure 2B, and the collector current IC is Inductance, equivalent primary current of residual energy of transformer 1, t: time after transistor 2 is turned on).

簡略化のために、トランジスタ2のオフ期間にトランス
1の磁気エネルギがすべてコンデンサ4及び負荷に供給
されている場合を考えると、■o−〇であるから、トラ
ンス1に1回のオン期間中蓄えられるエネルギJは、 (但し、Icp :コレクタ電流の最大値)であり、効
率を無視すれば2次側に供給されるエネルギに等しい。
For simplification, consider the case where all the magnetic energy of the transformer 1 is supplied to the capacitor 4 and the load during the off-period of the transistor 2. Since ■o-〇, the magnetic energy of the transformer 1 is supplied to the capacitor 4 and the load during the off-period of the transistor 2. The stored energy J is (where Icp is the maximum value of the collector current), and is equal to the energy supplied to the secondary side if efficiency is ignored.

定常状態においては、2次側エネルギはすべて負荷に供
給されるから出力電力Poutは周波数をfとして となる。
In a steady state, all of the secondary side energy is supplied to the load, so the output power Pout is given by the frequency f.

この(3)式より、トランジスタ2のコレクタ電流IC
の大きさを検出してトランジスタ2のオン期間を制御す
れば入力電圧変動等の影響を受けることなく一定の電力
を負荷0こ供給することができ、そのコレクタ電流IC
の検出設定値を可変すれば出力電力を可変制御可能なこ
とが判る。
From this equation (3), the collector current IC of transistor 2 is
By detecting the magnitude of the transistor 2 and controlling the on-period of the transistor 2, it is possible to supply constant power to the load without being affected by input voltage fluctuations, etc., and the collector current IC
It can be seen that the output power can be variably controlled by varying the detection setting value.

制御回路10?こおいて、上記コレクタ電iIcの検出
は電流変成器20で行われ、この電流変成器20の各巻
線lこは第2図Cの如□波形の電力が生じる。
Control circuit 10? Here, the collector voltage iIc is detected by the current transformer 20, and each winding of the current transformer 20 generates a power having a square waveform as shown in FIG. 2C.

また、゛検出設定値の調整は可変抵抗器21で行われる
ようになっている。
Further, the detection set value is adjusted by a variable resistor 21.

すなわち、コンパレータ12の入力インピーダンスをR
cとし、励磁電流を無視すれば、電流変成器20の第1
巻線電圧eOTsは、 (但し、n2=N2/Nt t n3=N3/N1.R
v :可変抵抗器21の抵抗値) で示される。
That is, the input impedance of the comparator 12 is R
c, and if the excitation current is ignored, the first
The winding voltage eOTs is (however, n2=N2/Nt t n3=N3/N1.R
v: resistance value of the variable resistor 21).

また、第2巻線電圧ec’r2は、となる。Further, the second winding voltage ec'r2 is as follows.

ここで、 コンパレータ1 2の入力イン となるから、可変抵抗器21を変化させることにより電
圧eOT□を可変することが可能である。
Here, since it becomes the input input of the comparator 12, it is possible to vary the voltage eOT□ by changing the variable resistor 21.

上記の如く発生される第2巻線電圧ecT2は、コンパ
レータ12の一方の入力端子に加えられ、基準電圧■□
EFと比較される。
The second winding voltage ecT2 generated as described above is applied to one input terminal of the comparator 12, and the reference voltage ecT2 is applied to one input terminal of the comparator 12.
Compared to EF.

コンパレーク12の出力は電圧ecT2が基準電圧VR
EFを越えると変化し、ロジック回路13を介してドラ
イブ回路15を制御してトランジスタ2をオフにする。
The output of the comparator 12 is the voltage ecT2, which is the reference voltage VR.
When it exceeds EF, it changes and controls the drive circuit 15 via the logic circuit 13 to turn off the transistor 2.

従って、可変抵抗器21の抵抗値RVを変化させること
(こより第2巻線電圧ecT2を可変でき、この結果、
トランジスタ2のコレクタ電流ICの検出設定点を可変
することができ、トランジスタ2のオン期間を変化させ
得るから、出力電力を可変調整することができる。
Therefore, by changing the resistance value RV of the variable resistor 21 (thereby, the second winding voltage ecT2 can be varied, and as a result,
Since the detection set point of the collector current IC of the transistor 2 can be varied and the on-period of the transistor 2 can be varied, the output power can be variably adjusted.

上記第1実施例によれば、電流変成器20cこより1次
側回路及び負荷側回路の双方から絶縁された可変抵抗器
21で出力電力を簡単(こ調整でき、直流及び商用周波
のような低周波に対して絶縁されており高周波の小信号
電圧が加わるだけであるから可変抵抗器21を手動調整
する場合番こも極めて安全である。
According to the first embodiment, the output power can be easily adjusted using the variable resistor 21 which is insulated from both the primary side circuit and the load side circuit from the current transformer 20c. Since the variable resistor 21 is insulated from the frequency and only a high frequency small signal voltage is applied, manual adjustment of the variable resistor 21 is extremely safe.

また、マグネトロンを負荷として出力端子A、Bとマグ
ネトロンとの間に直列インダクタを加える等の小変更に
より出力調整可能な電子レンジ用電源に使用でき、定電
力供給電源に適する。
Further, it can be used as a power supply for a microwave oven whose output can be adjusted by making small changes such as adding a series inductor between the output terminals A and B and the magnetron with the magnetron as a load, and is suitable for a constant power supply power supply.

さらに、可変抵抗器21をサーミスタ、光導電体、FE
Tのドレイン・ソース抵抗等に置換しても同様な動作が
可能であり、また第3巻線20Cを複数個設けて夫々に
可変抵抗器を接続するような構成も可能であるとともに
、それらの可変抵抗器、サーミスタ等が1次側、負荷側
より絶縁されていることと合わせて各種の自動調整機能
が要求される機器の電源として広く適用できる。
Furthermore, the variable resistor 21 is a thermistor, a photoconductor, an FE
A similar operation is possible even if the drain/source resistance of T is replaced, and a configuration in which a plurality of third windings 20C are provided and a variable resistor is connected to each is also possible. In addition to the fact that variable resistors, thermistors, etc. are insulated from the primary side and load side, it can be widely applied as a power source for devices that require various automatic adjustment functions.

また、第3巻線20Cの負荷は可変抵抗器21の如き直
接抵抗値が変化する抵抗体でなくともよく、巻線側から
ながめた等価インピーダンスを変化させることが可能な
可変インピーダンス負荷として得るものであればよい。
Further, the load of the third winding 20C does not need to be a resistor whose resistance value changes directly, such as the variable resistor 21, but can be obtained as a variable impedance load that can change the equivalent impedance viewed from the winding side. That's fine.

なお、第1巻線20Aをトランジスタ2のエミツク側に
挿入して、この第1巻線20Aに生じる電圧を前記第2
巻線電圧ecT2に相当する値となるようにすることに
より、第1巻線20Aと第2巻線20Bとを共用可能で
ある。
Note that the first winding 20A is inserted into the emitter side of the transistor 2, and the voltage generated in the first winding 20A is transferred to the second winding 20A.
By setting the value corresponding to the winding voltage ecT2, the first winding 20A and the second winding 20B can be used in common.

第3図は上述の等価インピーダンスを変化させる場合で
あってブロッキング発振器を用いたフライバック型のス
イッチング電源に本発明を適用した第2実施例を示す。
FIG. 3 shows a second embodiment in which the present invention is applied to a flyback type switching power supply using a blocking oscillator, in which the above-mentioned equivalent impedance is changed.

この図において、出カドランス30のコレツク巻線30
A1ベース巻線30B及びトランジスタ31等番こより
ブロッキング発振器が構成されており、このブロッキン
グ発振器には交流入力端子C、Dlこ供給される交流入
力を整流器32で整流しコンデンサ33で平滑した直流
電圧が加えられる。
In this figure, the collector winding 30 of the output transformer 30
A blocking oscillator is constructed by an A1 base winding 30B and a transistor 31, and this blocking oscillator receives a DC voltage obtained by rectifying the AC input supplied to the AC input terminals C and Dl with a rectifier 32 and smoothing it with a capacitor 33. Added.

トランス30の2次巻線30Cにはダイオード3及びコ
ンデンサ4の整流回路が接続され、直流出力が出力端子
A、B間lこ出されるようになっている。
A rectifier circuit including a diode 3 and a capacitor 4 is connected to the secondary winding 30C of the transformer 30, so that a DC output is output between output terminals A and B.

一方、制御回路10Aは、3個の巻線を有する電流変成
器20と、ブロッキング発振器のトランジスタ31のベ
ース回路に設けられるトランジスタ40と、トランス3
0の2次側回路(こ設けられるトランジスタ41とを備
えている。
On the other hand, the control circuit 10A includes a current transformer 20 having three windings, a transistor 40 provided in the base circuit of the transistor 31 of the blocking oscillator, and a transformer 3.
0 secondary side circuit (and a transistor 41 provided therein).

その電流変成器20の第1巻線20Aは前記トランジス
タ31のコレクク側(こ挿入され、第2巻線20Bの出
力電圧e。
The first winding 20A of the current transformer 20 is inserted on the collector side of the transistor 31, and the output voltage e of the second winding 20B is maintained.

T2は抵抗器42及びトランジスタ40のベース、エミ
ッタ間に加えられる。
T2 is applied between resistor 42 and the base and emitter of transistor 40.

また、第3巻線20Clこはダイオード43を介して抵
抗器44が負荷として接続される。
Further, a resistor 44 is connected to the third winding 20Cl via a diode 43 as a load.

その抵抗器44はトランジスタ41を介して出力端子A
、B間に接続され、トランジスタ41のベースは出力端
子A、B間に結ばれた抵抗器45と定電圧ダイオード4
6との接続点に接続される。
The resistor 44 is connected to the output terminal A via the transistor 41.
, B, and the base of the transistor 41 is connected between the resistor 45 and the constant voltage diode 4 connected between the output terminals A and B.
It is connected to the connection point with 6.

一方、トランジスタ31のベースとトランス30のベー
ス巻線30Bとの間には抵抗器47及びコンデンサ48
が挿入されており、前記トランジスタ40のコレクタは
トランジスタ31のベースに、トランジスタ40のエミ
ッタはベース巻線30B【こ並列なダイオード49とコ
ンデンサ50との接続点に夫々結ばれる。
On the other hand, a resistor 47 and a capacitor 48 are connected between the base of the transistor 31 and the base winding 30B of the transformer 30.
The collector of the transistor 40 is connected to the base of the transistor 31, and the emitter of the transistor 40 is connected to the connection point between the base winding 30B and the parallel diode 49 and capacitor 50.

また、トランジスタ31のベース、エミッタ間(こはダ
イオード51が結ばれ、ベースには抵抗器52を介して
直流バイアスが加えられる。
Further, a diode 51 is connected between the base and emitter of the transistor 31, and a DC bias is applied to the base via a resistor 52.

なお、コレクタ巻線30Aに並列にスパイクキラー53
が接続される。
In addition, a spike killer 53 is connected in parallel to the collector winding 30A.
is connected.

以上の構成(こおいて、ブロッキング発振器のトランジ
スタ31のコレクタ電流波形は第1実施例の場合と同様
lこ第2図Bのようになり、電流変成器20の第1巻線
電圧eOTい第2巻線電圧ecT2;第3巻線電圧ec
T3との間には前述の場合と同様の関係を生ずる。
In the above configuration (here, the collector current waveform of the transistor 31 of the blocking oscillator is as shown in FIG. 2nd winding voltage ecT2; 3rd winding voltage ec
The same relationship as in the above case occurs with T3.

ここで、第3巻線20Cの等価負荷インピーダンスZ3
ハ、ダイオード43の順方向電圧を無視すれば、トラン
ジスタ31のコレクタ電流10.の方向に対し、トラン
ジスタ41のコレフレ電流■c3の関係で示される。
Here, the equivalent load impedance Z3 of the third winding 20C
C. If the forward voltage of the diode 43 is ignored, the collector current of the transistor 31 is 10. This is shown by the relationship between the reference current c3 of the transistor 41 and the direction of .

すなわち、抵抗器44の抵抗値をR4としたとき、IO
2・R4≧e OTsであればダイオード43は逆方向
バイアスされるからZ3−ooであり、Ic3・R4〈
ecT3のとぎはダイオード43は導通し、(但し、Z
D:ダイオード43の順方向抵抗、■cT3 :第3巻
線20Cの電流) となる。
That is, when the resistance value of the resistor 44 is R4, IO
If 2・R4≧e OTs, the diode 43 is biased in the reverse direction, so Z3-oo, and Ic3・R4<
At the end of ecT3, diode 43 is conductive (however, Z
D: forward resistance of the diode 43; cT3: current of the third winding 20C).

簡略化のため番こ、ZDを無視し、第2巻線20Bの負
荷インピーダンスZ2が大きくで示され、トランジスタ
31,41のコレクタ電流IC17IO2の関数となる
ことが判る。
It can be seen that the load impedance Z2 of the second winding 20B is large and is a function of the collector current IC17IO2 of the transistors 31 and 41, ignoring ZD and ZD for the sake of simplicity.

また、第2巻線20B(こ誘起される第2巻線電圧ec
T2は、となり、これもトランジスタ31,41のコレ
クタ電流Ic1、Ic3の関係となる。
In addition, the second winding 20B (second winding voltage ec
T2 is as follows, and this is also related to the collector currents Ic1 and Ic3 of the transistors 31 and 41.

従って、第2巻線20Bでドライブされるトランジスタ
40のオン状態に変わる時期は、トランジスタ41のコ
レクタ電流ICsに対応して変化する。
Therefore, the timing at which the transistor 40 driven by the second winding 20B turns on changes in accordance with the collector current ICs of the transistor 41.

トランジスタ40がオン状態lこ変わると、コンデンサ
50の負電圧によりトランジスタ31は迅速にオフとな
るから、トランジスタ40のオンする時期の変化(こよ
りトランジスタ31のオン期間も変わる。
When the transistor 40 changes its on state, the transistor 31 is quickly turned off due to the negative voltage of the capacitor 50, so the timing at which the transistor 40 is turned on changes (therefore, the on period of the transistor 31 also changes).

ここで、トランジスタ41及び定電圧ダイオード46に
より誤差増幅器が構成されているから、出力電圧が増加
して定電圧ダイオード46のブレークオーバ電圧とトラ
ンジスタ41のベース・エミッタ順電圧との和の電圧(
こ達すると、トランジスタ41は急速に順バイアスされ
、このトランジスタ41のコレクタ電流I03は急速に
増加する。
Here, since the error amplifier is configured by the transistor 41 and the voltage regulator diode 46, the output voltage increases and the voltage (
When this happens, the transistor 41 is quickly forward biased, and the collector current I03 of this transistor 41 increases rapidly.

従って第2巻線電圧eOT2は犬となり、トランジスタ
40のオン状態に変わる時期は早められてトランジスタ
31のオン期間は短縮され、出力電圧は減少する。
Therefore, the second winding voltage eOT2 becomes a dog, the time when the transistor 40 turns on is brought forward, the on period of the transistor 31 is shortened, and the output voltage is reduced.

このような出力電圧を制御する負帰還作用により出力電
圧は一定に保たれる。
The output voltage is kept constant by such a negative feedback effect that controls the output voltage.

上記の場合、ブロッキング発振器【こおける典型例とし
て、トランジスタ31のオフ期間がトランス30の磁気
エネルギを2次側よりすべて放出する時間で定まるとす
れば、ブロッキング発振器の動作1次電圧ECと、2吹
出力電圧E。
In the above case, if the off period of the transistor 31 is determined by the time during which all the magnetic energy of the transformer 30 is released from the secondary side as a typical example in the blocking oscillator, then the operating primary voltage EC of the blocking oscillator is Blower output voltage E.

は巻線比nとデユーティ−レシオKON=TON/(T
ON+TOFF ))こより定まる。
is the winding ratio n and the duty ratio KON=TON/(T
ON+TOFF )) Determined by this.

すなわち、Eo=n・(T□N/Topp)EC、・−
・・−(io)(但し、TON :オン期間、TOFF
:オフ期間)であり、1周期の出力エネルギJは (但し、■c、P: トランジスタ31のコレクタ電流
最大値) となる。
That is, Eo=n・(T□N/Topp)EC,・−
...-(io) (However, TON: ON period, TOFF
: off period), and the output energy J for one cycle is (where c, P: maximum collector current value of the transistor 31).

出力電力Pはであり、負荷変動、入力電圧変動等(こ対
してオン期間を可変制御することにより、発振周波数は
変動するが、出力制御が可能であることが判る。
The output power P is , and it can be seen that the output can be controlled by variable control of the on-period, such as load fluctuations and input voltage fluctuations, although the oscillation frequency fluctuates.

上記実施例によれば、電流変成器20により1次側回路
及び負荷側回路を絶縁した状態で出力の安定化制御が簡
単に実行できる。
According to the embodiment described above, output stabilization control can be easily performed with the current transformer 20 insulating the primary side circuit and the load side circuit.

また、電流変成器20の第2巻線電圧eG!T2を示す
(9)式は、トランジスタ41のコレクタ電流I03と
は独立にトランジスタ31のコレクタ電a I 01に
より誘起される電圧項を含むので、過負荷、出力短絡又
は大容量負荷の立上り時等のトランジスタ41のコレク
タ電流Ic3が零の場合であっても、回路定数を適当l
こ設定すること(こより、トランジスタ31のコレクタ
電流IOtが大きくなりかつトランス30の磁気飽和と
相まってトランジスタ31を破壊したり異常な大電流が
負荷およびスイッチング電源回路に流れたりすることを
防止する過電流保護作用を実行可能である。
Moreover, the second winding voltage eG of the current transformer 20! Equation (9) representing T2 includes a voltage term induced by the collector current a I 01 of the transistor 31 independently of the collector current I 03 of the transistor 41, so it is difficult to avoid the occurrence of an overload, an output short circuit, or the rise of a large capacitance load, etc. Even if the collector current Ic3 of the transistor 41 is zero, the circuit constants can be adjusted appropriately.
This setting (this prevents an overcurrent that prevents the collector current IOt of the transistor 31 from increasing and, in combination with the magnetic saturation of the transformer 30, destroying the transistor 31 or causing an abnormally large current to flow to the load and the switching power supply circuit. It is possible to perform a protective effect.

なお、ブロッキング発振器のトランジスタ31のベース
直流バイアスを制御することにより、トランジスタ31
のオン期間又はオフ期間を制御することも可能である。
Note that by controlling the base DC bias of the transistor 31 of the blocking oscillator, the transistor 31
It is also possible to control the on-period or off-period of the.

また、第2巻線電圧ecT2をベースドライブを直接オ
フにするタイミング信号としてではなく、その電圧の振
幅値を利用した帰還信号として使用することもできる。
Further, the second winding voltage ecT2 can be used not as a timing signal for directly turning off the base drive, but as a feedback signal using the amplitude value of the voltage.

さらlこ、スパイク除去回路、トランス30の分布容量
、整流ダイオードのりカバリ−タイムなどの影響(こよ
り、トランジスタ31のコレクタ電流の立上り時等に大
きなスパイク電流や振動電流が流れる場合、あるいはフ
ォワードコンバータ、プッシュプルコンバーク等でオン
期間中のコレクタ電流の変化が小さい等の場合lとは、
前記第2巻線電圧ecT2を波形補正あるいは成形して
からスイッチング素子のオン、オフ期間を制御するタイ
ミング検出信号として又は振幅値を利用する制御信号と
して使用する等の回路変更が可能であることは明らかで
ある。
Influences such as the spike removal circuit, the distributed capacitance of the transformer 30, and the recovery time of the rectifier diode. In the case of a push-pull converter, etc., where the change in collector current during the on period is small, l is
It is possible to modify the circuit by correcting or shaping the waveform of the second winding voltage ecT2 and then using it as a timing detection signal to control the on/off period of the switching element or as a control signal using the amplitude value. it is obvious.

この場合、制御信号は動作周波数に同期しているので誘
導ノイズの影響を回避することも容易なことが多い。
In this case, since the control signal is synchronized with the operating frequency, it is often easy to avoid the effects of induced noise.

第4図は本発明の第3実施例であって、プッシュプル型
のスイッチング電源に適用した場合を示す。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, which is applied to a push-pull type switching power supply.

この図において、出カドランス60の1次巻160Aに
はスイッチング用のトランジスタ61.62がプッシュ
プル接続され、これらのトランジスタ61,62のベー
ス、エミッタ間には抵抗器63を介して夫々穴カドラン
ス64,65の2次巻164B、65Bが挿入される。
In this figure, switching transistors 61 and 62 are push-pull connected to the primary winding 160A of the output transformer 60, and hole quadrature transformers 64 are connected between the bases and emitters of these transistors 61 and 62 via resistors 63, respectively. , 65 are inserted.

それらの入カドランス64.65の1次巻線64A16
5A側にはドライブ用のトランジスタ66.67が設け
られる。
Primary winding 64A16 of their input transformer 64.65
Drive transistors 66 and 67 are provided on the 5A side.

前記出カドランス60の1次巻、%l60Aの中点タッ
プとトランジスタ61,62のエミッタ間及び入カドラ
ンス64,65の1次巻線64A、65Aの接続点とト
ランジスタ66゜67のエミッタ間(こは、交流入力端
子C,Dに供給される交流入力を整流器32で整流しコ
ンデンサ33で平滑した直流電圧が供給される。
Between the primary winding of the output transformer 60, the center point tap of %l60A and the emitters of the transistors 61 and 62, and between the connection point of the primary windings 64A and 65A of the input transformer 64 and 65 and the emitter of the transistors 66 and 67. A DC voltage obtained by rectifying the AC input supplied to AC input terminals C and D by a rectifier 32 and smoothing it by a capacitor 33 is supplied.

出カドランス60の2次巻線60B(こはダイオード6
8.。
The secondary winding 60B of the output transformer 60 (this is the diode 6
8. .

69、リアクトル70及びコンデンサ71から戒る両波
整流回路が接続され、直流出力が出力端子A、B間に出
されるよう(こなっている。
69, a double-wave rectifier circuit is connected from the reactor 70 and the capacitor 71 so that a DC output is output between the output terminals A and B.

一方、制御回路10Bは、一定周波数の矩形波2登牛す
;A発振器8nμ−ロジック回路及び波形整形回路を含
むパルス幅変調器81と、演算増幅器82と、3個の巻
線を有する電流変成器20とを有している。
On the other hand, the control circuit 10B generates a constant frequency rectangular wave 2; A oscillator 8nμ; a pulse width modulator 81 including a logic circuit and a waveform shaping circuit; an operational amplifier 82; and a current transformer having three windings. It has a container 20.

その発振器80とパルス幅変調器81と(こは整流器3
2の出力側に抵抗器83を介して接続された定電圧ダイ
オード84両端の電圧が電源として供給される。
The oscillator 80 and pulse width modulator 81 (this is the rectifier 3
The voltage across a constant voltage diode 84 connected to the output side of 2 via a resistor 83 is supplied as a power source.

前記電流変成器20の第1巻線20Aには抵抗器85を
介してパルス幅変調器81より1次電流11.が供給さ
れ、第2巻線20Bの出力電圧e2はパルス幅変調器8
1のロジック回路に加えられる。
A primary current 11. is supplied, and the output voltage e2 of the second winding 20B is supplied to the pulse width modulator 8.
1 logic circuit.

第3巻線20Cにはダイオード86を介して抵抗器87
及び演算増幅器82が接続される。
A resistor 87 is connected to the third winding 20C via a diode 86.
and operational amplifier 82 are connected.

その演算増幅器82の一方の入力端子には抵抗器88と
、抵抗器89及び可変抵抗器90とで出力電圧を分圧し
た値が印加され、他方の入力端子には定電圧ダイオード
91のブレークオーバ電圧及びダイオード92の順方向
電圧lこより定まる基準電圧が供給されるようになって
おり、これらにより誤差増幅器が構成される。
A value obtained by dividing the output voltage by a resistor 88, a resistor 89, and a variable resistor 90 is applied to one input terminal of the operational amplifier 82, and a value obtained by dividing the output voltage by a resistor 88, a resistor 89, and a variable resistor 90 is applied to the other input terminal. A reference voltage determined from the voltage and the forward voltage l of the diode 92 is supplied, and an error amplifier is configured by these.

以上の構成において、発振器80は第5図Aに示す如き
一定周波数の矩形波電圧e、を発生してパルス幅変調器
81(こ加え、パルス幅変調器81は電流変成器20の
第」巻線20A(こ電圧e1に同期した第5図Bの如き
1吹型(tilを流す。
In the above configuration, the oscillator 80 generates a rectangular wave voltage e with a constant frequency as shown in FIG. The line 20A (one blow type (til) as shown in FIG. 5B synchronized with the voltage e1 is applied).

第2巻線電圧e2は、1次電流11と、第3巻線20C
の等価負荷インピーダンスとにより定まるものであって
第5図Cの如き波形となり、トランジスタ66.67の
ベースに印加されるドライブ電圧e35e4は、夫々電
圧e1の立上り又は立下りで立上り時期が規定され、前
記電圧e2が設定値用と一致する時に立下がる第5図り
、Eに示すような波形となる。
The second winding voltage e2 is equal to the primary current 11 and the third winding 20C.
The drive voltage e35e4 applied to the bases of the transistors 66 and 67 has a rising timing determined by the rise or fall of the voltage e1, respectively, and has a waveform as shown in FIG. 5C. When the voltage e2 matches the set value, the waveform falls as shown in the fifth diagram E.

ここで、電圧e2(1前述の第2実施例の場合における
電圧eOT2と同様に端子人。
Here, the voltage e2 (1) is the same as the voltage eOT2 in the second embodiment described above.

B間に現れる出力電圧が増加したとぎ大きくなり、トラ
ンジスタ66.67ひいてはトランジスタ61.62の
オン期間が短くなるから、出力電圧の安定化制御が可能
である。
As the output voltage appearing between B increases, the on-period of the transistors 66, 67 and eventually the transistors 61, 62 becomes shorter, so that the output voltage can be controlled stably.

この第3実施例によれば、パルス幅変調器81のロジッ
ク回路に利用しやすい制御用帰還信号(すなわち電圧e
2)を得るよう電流変成器20の1吹型流i1の波形を
設定できる利点がある。
According to the third embodiment, the control feedback signal (that is, the voltage e
There is an advantage that the waveform of the one-blow type flow i1 of the current transformer 20 can be set so as to obtain 2).

なお、上記各実施例では、スイッチング素子としてトラ
ンジスタを例に述べたが、GC8、FET等をスイッチ
ング素子に用いてもよい。
In each of the above embodiments, a transistor is used as an example of a switching element, but a GC8, FET, etc. may be used as a switching element.

叙上のように、本発明によれば、スイッチング電源の入
力側と出力側とを絶縁した状態で出力制御及び必要に応
じて安定化制御を簡単な回路構成で実行可能なスイッチ
ング電源の制御方式を得る。
As described above, according to the present invention, there is provided a control method for a switching power supply that allows output control and, if necessary, stabilization control, to be performed with a simple circuit configuration while the input side and output side of the switching power supply are insulated. get.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るスイッチング電源の制御方式の第
1実施例を示す回路図、第2図はその動作を説明するた
めの波形図、第3図は第2実施例を示す回路図、第4図
は第3実施例を示す回路図、第5図はその動作を説明す
るための波形図である。 L30,60・・・・・・出カドランス、2,31
。 40.41,61,62,66.67・・・・・・トラ
ンジスタ、3,43,51,68,69,86゜92・
・・・・・ダイオード、4,33,48,50゜71・
・・・・・コンデンサ、10.IOA、IOB・・・・
・・制御回路、11,80・・・・・・発振器、14,
81・・・・・・パルス幅変調器、15・・・・・・ド
ライブ回路、20・・・・・・電流変成器、20A・・
・・・・第1巻線、20B・・・・・・第2巻線、20
C・・・・・・第3巻線、21,90・・・・・・可変
抵抗器、42,44,45,63,85゜87 、8B
、 89・・・・・・抵抗器、46,84,91・・
・・・・定電圧ダイオード。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a control method for a switching power supply according to the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining its operation, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment. FIG. 4 is a circuit diagram showing the third embodiment, and FIG. 5 is a waveform diagram for explaining its operation. L30,60... Output Lance, 2,31
. 40.41, 61, 62, 66.67... Transistor, 3, 43, 51, 68, 69, 86°92.
...Diode, 4, 33, 48, 50°71.
...Capacitor, 10. IOA, IOB...
... Control circuit, 11, 80 ... Oscillator, 14,
81...Pulse width modulator, 15...Drive circuit, 20...Current transformer, 20A...
...First winding, 20B...Second winding, 20
C...Third winding, 21,90...Variable resistor, 42,44,45,63,85°87, 8B
, 89...Resistor, 46,84,91...
... Constant voltage diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 11次巻線I A、30A及び2次巻線1B30Cを有
する出カドランス1,30と、その1次巻線側に供給さ
れる入力直流電圧をスイッチングするスイッチング素子
2,31とを備えたスイッチング電源において、前記ス
イッチング素子の電流を電流変成器20の第1の巻線2
0Aに流し、該電流変成器20の第2の巻線20B両端
の検出電圧が設定値に達したときに前記スイッチング素
子をオフにする構成とするとともに、前記検出電圧を当
該電流変成器20の第3の巻線20C側の負荷インピー
ダンスを可変とすることにより変化させ、前記スイッチ
ング素子のオン期間を制御することを特徴とするスイッ
チング電源の制御方式。 2 前記電流変成器20の第3の巻線20C側の負荷イ
ンピーダンスを、前記出カドランス2次巻線側の出力電
圧又(1出力電流が所定値に到達すると大きくなるよう
にして該出力電圧又は出力電流を特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のスイッチング電源の制御方式。 31次巻線IA、30A、60A及び2次巻線IB、3
0C,60Bを有する出カドランス1゜30.60と、
その1次巻線側に供給される入力直流電圧をスイッチン
グするスイッチング素子2゜31.61,62とを備え
たスイッチング電源において、該スイッチング電源の動
作周波数と同じ周波数で前記スイッチング素子を流れる
電流に同期した周期を有しかつ該周期内において時間と
ともに増加又は減少する振幅を有する信号電流を電流変
成器20の第1の巻線20Aに流し、該電流変成器20
の第2の巻120B両端の検出電圧が設定値に達したと
きに前記スイッチング素子をオフにする構成とするとと
もに、前記検出電圧を当該電流変成器20の第3の巻線
20C側の負荷インピーダンスを可変とすることにより
変化させ、前記スイッチング素子のオン期間を制御する
ことを特徴とするスイッチング電源の制御方式。 4 前記電流変成器20の第3の巻線20C側の負荷イ
ンピーダンスを、前記出カドランス2次巻線側の出力電
圧又は出力電流が所定値に到達すると大きくなるように
して該出力電圧又は出力電流を特徴とする特許請求の範
囲第3項記載のスイッチング電源の制御方式。
[Claims] An output transformer 1, 30 having a primary winding IA, 30A and a secondary winding 1B30C, and a switching element 2, 31 that switches the input DC voltage supplied to the primary winding side. In the switching power supply, the current of the switching element is transferred to the first winding 2 of the current transformer 20.
0A, and the switching element is turned off when the detected voltage across the second winding 20B of the current transformer 20 reaches a set value, and the detected voltage is applied to the current transformer 20. A control method for a switching power supply, characterized in that the on-period of the switching element is controlled by changing the load impedance on the third winding 20C side. 2. The load impedance on the third winding 20C side of the current transformer 20 is adjusted to the output voltage on the output transformer secondary winding side or A control method for a switching power supply according to claim 1, characterized by an output current. 31st windings IA, 30A, 60A and secondary windings IB, 3
Output Lance 1°30.60 with 0C, 60B,
In a switching power supply equipped with a switching element 2゜31.61, 62 that switches the input DC voltage supplied to the primary winding side, the current flowing through the switching element at the same frequency as the operating frequency of the switching power supply. A signal current having a synchronized period and an amplitude that increases or decreases with time within the period is passed through the first winding 20A of the current transformer 20, and the current transformer 20
The switching element is turned off when the detected voltage across the second winding 120B reaches a set value, and the detected voltage is applied to the load impedance on the third winding 20C side of the current transformer 20. 1. A control method for a switching power supply, characterized in that the on-period of the switching element is controlled by making it variable. 4. The load impedance on the third winding 20C side of the current transformer 20 is increased when the output voltage or output current on the output transformer secondary winding side reaches a predetermined value. A control system for a switching power supply according to claim 3, characterized in that:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6161759U (en) * 1984-09-26 1986-04-25
JPS6175061U (en) * 1984-10-23 1986-05-21

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5241446A (en) * 1975-09-24 1977-03-31 Kaelin J R Surface aeration instruemnt

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