JPS6223543B2 - - Google Patents

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JPS6223543B2
JPS6223543B2 JP11956681A JP11956681A JPS6223543B2 JP S6223543 B2 JPS6223543 B2 JP S6223543B2 JP 11956681 A JP11956681 A JP 11956681A JP 11956681 A JP11956681 A JP 11956681A JP S6223543 B2 JPS6223543 B2 JP S6223543B2
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JP
Japan
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voltage
circuit
transistor
capacitor
spike
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JP11956681A
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Japanese (ja)
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JPS5822580A (en
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Takashi Hasebe
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
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Publication of JPS5822580A publication Critical patent/JPS5822580A/en
Publication of JPS6223543B2 publication Critical patent/JPS6223543B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電源回路に関し、特にたとえば入
出力絶縁型スイツチングタイプの電源回路に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power supply circuit, and particularly to, for example, an input/output isolated switching type power supply circuit.

近年、特にIC回路などの電源としてスイツチ
ングタイプの電源回路(いわゆるスイツチングレ
ギユレータ)が数多く実用に供されている。この
スイツチングタイプの電源回路は従来の電源回路
に比べて小型化が可能であり、パワーロスが少な
いなどの利点がある。ところで、このスイツチン
グタイプの電源回路には入出力のグランドが共通
のものと、入出力間が高周波トランスによつて絶
縁されているものとがある。前者のグランド共通
タイプのものは、直流電源の電源回路としては適
しているが、たとえば商用電源のような交流電源
に用いる場合は商用電源と入力との間に交流トラ
ンスを介挿して電源と入力間とを絶縁しなければ
ならない。しかし、この交流トランスは大きいた
め、回路が大型になつてしまうという欠点があ
る。これに対し、入出力絶縁タイプの電源回路は
入力側と出力側とが高周波トランスによつて絶縁
されているため、電源回路の入力と交流電源との
間を絶縁する必要はない。さらに、高周波トラン
スは交流トランスに比べてその大きさが約1/4〜
1/5程度と小さいため、回路全体を従来の電源回
路に比べて著しく小型化することができる。この
ように、入出力絶縁型の電源回路は交流電源に用
いる場合大きなメリツトがある。
In recent years, many switching type power supply circuits (so-called switching regulators) have been put into practical use, especially as power supplies for IC circuits and the like. This switching type power supply circuit has advantages such as being smaller in size and having less power loss than conventional power supply circuits. By the way, some switching type power supply circuits have a common ground for input and output, and others have input and output insulated by a high-frequency transformer. The former common ground type is suitable as a power supply circuit for a DC power supply, but when used for an AC power supply such as a commercial power supply, an AC transformer must be inserted between the commercial power supply and the input. There must be insulation between the two. However, since this AC transformer is large, it has the disadvantage that the circuit becomes large. On the other hand, in an input/output insulation type power supply circuit, the input side and the output side are insulated by a high frequency transformer, so there is no need to insulate between the input of the power supply circuit and the AC power supply. Furthermore, high frequency transformers are approximately 1/4 to 1/4 the size of AC transformers.
Because it is about 1/5 the size, the entire circuit can be significantly smaller than conventional power supply circuits. In this way, an input/output isolated type power supply circuit has great merits when used in an AC power supply.

第1図はこの発明の背景となる従来の入出力絶
縁型スイツチングタイプの電源回路を示す回路図
である。構成において、たとえば100Vの交流電
源出力が整流回路1に与えられる。この整流回路
1はダイオードブリツジ11や平滑コンデンサ1
2などを含む。この整流回路1の整流出力は高周
波トランス20の1次巻線21を介してトランジ
スタ24のコレクタに与えられる。このトランジ
スタ24のエミツタに接地される。また、高周波
トランス20にはトランジスタ24のベース電流
発生用の巻線22が設けられており、この巻線2
2に発生した電流はコンデンサ25を介してトラ
ンジスタ24のベースに与えられる。また、整流
回路1の整流出力は抵抗26を介してトランジス
タ24とコンデンサ25との接続点に与えられる
とともに、フオトトランジスタ27に与えられ
る。なお、このフオトトランジスタ27は後述の
発光ダイオード30と協働してフオトカプラを構
成している。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional input/output isolated switching type power supply circuit which is the background of the present invention. In the configuration, an AC power output of, for example, 100V is given to the rectifier circuit 1. This rectifier circuit 1 includes a diode bridge 11 and a smoothing capacitor 1.
Including 2 etc. The rectified output of the rectifier circuit 1 is applied to the collector of a transistor 24 via a primary winding 21 of a high frequency transformer 20. The emitter of this transistor 24 is grounded. Further, the high frequency transformer 20 is provided with a winding 22 for generating a base current of the transistor 24.
The current generated in transistor 2 is applied to the base of transistor 24 via capacitor 25. Further, the rectified output of the rectifier circuit 1 is applied to a connection point between a transistor 24 and a capacitor 25 via a resistor 26, and is also applied to a phototransistor 27. Note that this phototransistor 27 constitutes a photocoupler in cooperation with a light emitting diode 30, which will be described later.

一方、高周波トランス20の2次巻線23の両
端には、2次巻線23に誘起した電流で充電され
るコンデンサ29とこのコンデンサ29を一方極
性に充電させるためのダイオード28との直列回
路が接続される。また、コンデンサ29の両端に
は、前記フオトトランジスタ27とフオトカプラ
を構成する発光ダイオード30と抵抗31と定電
圧ダイオード32との直列回路が接続される。さ
らに、コンデンサ29の両端には負荷33が接続
される。
On the other hand, at both ends of the secondary winding 23 of the high frequency transformer 20, there is a series circuit consisting of a capacitor 29 charged by the current induced in the secondary winding 23 and a diode 28 for charging this capacitor 29 to one polarity. Connected. Furthermore, a series circuit of the phototransistor 27, a light emitting diode 30, a resistor 31, and a constant voltage diode 32, which constitute a photocoupler, is connected to both ends of the capacitor 29. Furthermore, a load 33 is connected to both ends of the capacitor 29.

第2図は第1図の回路の各部の波形図である。
以下、この第2図を参照して第1図の回路の動作
について説明する。
FIG. 2 is a waveform diagram of each part of the circuit of FIG. 1.
The operation of the circuit shown in FIG. 1 will be explained below with reference to FIG.

まず、整流回路1から抵抗26を介して流れ込
むベース電流によつてトランジスタ24がオンし
始める。このとき、高周波トランス20の1次巻
線21の電圧変化、すなわちトランジスタ24の
コレクタ電圧E2の変化はベース電流用巻線22
によつてトランジスタ24のベースに正帰還され
る。そのため、第2図に示すように電流i1は急
激に増加する。ここで、トランジスタ24がオン
になつているときすなわち電圧E2がローレベル
のときは、出力整流用ダイオード28には逆方向
に電圧が印加されるので、2次側には電流は流れ
ない。しかし、あるところまで電流i1が増加す
ると、トランジスタ24のベース電流が不足した
り、hFEが不足したりしてトランジスタ24はオ
ンの状態を保持できなくなり、トランジスタ24
のコレクタ−エミツタ間のインピーダンスが上昇
し始める。インピーダンスが上昇し始めると、高
周波トランジスタ20の1次巻線21の両端電圧
が減り始め、ベース電流巻線22の電圧も減る。
そのため、トランジスタ24のベース電流が減
り、トランジスタ24は正帰還的に急速にオフす
る。したがつて、第2図に示すように電流i1お
よびベース電流巻線22に誘起される電圧E1は
急激に減少する。
First, the transistor 24 begins to turn on due to the base current flowing from the rectifier circuit 1 through the resistor 26. At this time, the voltage change of the primary winding 21 of the high frequency transformer 20, that is, the change of the collector voltage E2 of the transistor 24, is caused by the change in the base current winding 21.
is positively fed back to the base of the transistor 24. Therefore, as shown in FIG. 2, the current i1 increases rapidly. Here, when the transistor 24 is on, that is, when the voltage E2 is at a low level, a voltage is applied to the output rectifying diode 28 in the opposite direction, so that no current flows to the secondary side. However, when the current i1 increases to a certain point, the base current of the transistor 24 becomes insufficient or h FE becomes insufficient, and the transistor 24 becomes unable to maintain the on state.
The impedance between the collector and emitter begins to rise. When the impedance begins to rise, the voltage across the primary winding 21 of the high frequency transistor 20 begins to decrease, and the voltage across the base current winding 22 also decreases.
Therefore, the base current of the transistor 24 decreases, and the transistor 24 is rapidly turned off in a positive feedback manner. Therefore, as shown in FIG. 2, the current i1 and the voltage E1 induced in the base current winding 22 decrease rapidly.

このとき、トランジスタ24のピーク電流をIp
とし、高周波トランス20のインダクタンス分を
Lとすると、高周波トランス20に貯えられるエ
ネルギEは、E=1/2LIp2となる。このエネルギE は、トランジスタ24がオフとするとともに、高
周波トランス20の2次側に放出され、ダイオー
ド28を介してコンデンサ29によつて平滑され
た後負荷33に供給される。ここで、2次側に流
れる電流i2は第2図に示すように時間とともに
減つていき、ついには止まるが、この電流i2が
止まつたときサージ電圧が出る。このサージ電圧
は高周波トランス20のベース電流巻線22にも
表われ、これによつてトランジスタ24が再びオ
ンされる。この後前述と同様の動作が繰返され
る。
At this time, the peak current of the transistor 24 is Ip
Assuming that the inductance of the high frequency transformer 20 is L, the energy E stored in the high frequency transformer 20 is E=1/2 LIp 2 . This energy E 2 is turned off by the transistor 24 and is released to the secondary side of the high frequency transformer 20 , is smoothed by the capacitor 29 via the diode 28 , and is then supplied to the load 33 . Here, the current i2 flowing to the secondary side decreases with time as shown in FIG. 2, and finally stops, but when this current i2 stops, a surge voltage is generated. This surge voltage also appears in the base current winding 22 of the high frequency transformer 20, thereby turning on the transistor 24 again. After this, the same operation as described above is repeated.

なお、過負荷時にコンデンサ29の両端電圧が
大きくなりすぎ、定電圧ダイオード32のしきい
値電圧を越えると、発光ダイオード30に電流が
供給され発光する。応じて、この発光ダイオード
30とフオトカプラを構成するフオトトランジス
タ27が導通し、トランジスタ24のベース電流
をバイパスするようになる。コンデンサ29の両
端電圧が大きいとバイパス電流も大きくなり、そ
のためトランジスタ24のオン期間が短くなりオ
フの期間が長くなつて結果としてコンデンサ29
の両端電圧を下げる方向に働く。
Note that when the voltage across the capacitor 29 becomes too large during an overload and exceeds the threshold voltage of the constant voltage diode 32, current is supplied to the light emitting diode 30 and it emits light. In response, the phototransistor 27 forming a photocoupler with the light emitting diode 30 becomes conductive, thereby bypassing the base current of the transistor 24. When the voltage across the capacitor 29 is large, the bypass current also becomes large, so that the on period of the transistor 24 becomes shorter and the off period of the transistor 24 becomes longer, and as a result, the capacitor 29
Acts in the direction of lowering the voltage across the terminal.

ところで、第1図の回路はベース電流巻線22
を必要とするため、高周波トランス20が大きく
なつてしまうという欠点があつた。
By the way, the circuit of FIG. 1 has a base current winding 22.
This has the disadvantage that the high frequency transformer 20 becomes large.

また、高周波トランス20の1次巻線21と2
次巻線23との間にリーケージインダクタンスが
あると、トランジスタ24のオフ直後高周波トラ
ンス20の漏れ磁束によつて1次巻線21に電圧
が誘起される。この誘起された電圧は第2図に示
すようにトランジスタ24のコレクタ電圧E2に
スパイク電圧となつて表われる。このスパイク電
圧が大きいと、トランジスタ24が破壊されるこ
とがあつた。
In addition, the primary windings 21 and 2 of the high frequency transformer 20
If there is a leakage inductance between the primary winding 23 and the secondary winding 23, a voltage is induced in the primary winding 21 by leakage magnetic flux of the high frequency transformer 20 immediately after the transistor 24 is turned off. This induced voltage appears as a spike voltage in the collector voltage E2 of the transistor 24, as shown in FIG. If this spike voltage was large, the transistor 24 could be destroyed.

それゆえに、この発明の主たる目的は、上述の
ような欠点を解消し、高周波トランスが小型化さ
れかつスパイク電圧が除去された電源回路を提供
することである。
Therefore, the main object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and provide a power supply circuit in which the high frequency transformer is miniaturized and spike voltages are eliminated.

この発明は、要約すれば、整流回路から与えら
れて1次コイルに流れる電流を第1のスイツチン
グ手段によつて断続的に制御し、この第1のスイ
ツチング手段のオンオフを第2のスイツチング手
段によつて制御し、この第2のスイツチング手段
のオンオフを整流回路の出力によつて充電される
第1の充電回路の出力および1次コイルと第1の
スイツチング手段との接続点に発生するスパイク
電流によつて充電される第2の充電回路の出力に
よつて制御し、さらに第1のスイツチング手段オ
ン時に第1および第2の充電回路からの放電電流
を1次コイルと第1のスイツチング手段との接続
点にバイパスするようにしたものである。
In summary, the present invention intermittently controls the current applied from the rectifier circuit and flowing through the primary coil by a first switching means, and turns on/off the first switching means by a second switching means. Thus, the second switching means is turned on and off by the output of the first charging circuit charged by the output of the rectifier circuit and the spike current generated at the connection point between the primary coil and the first switching means. furthermore, when the first switching means is turned on, the discharging current from the first and second charging circuits is controlled by the output of the second charging circuit which is charged by the primary coil and the first switching means. It is designed to be bypassed to the connection point.

以下、図面に示す実施例とともにこの発明をよ
り具体的に説明する。
Hereinafter, this invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings.

第3図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。構成において、この実施例は以下の点を除い
て第1図の回路と同様であり、相当する部分には
同様の参照番号を付しその説明を省略する。整流
回路1の出力は高周波トランス40の1次巻線4
1を介して第1のスイツチング手段としてのトラ
ンジスタ43のコレクタに与えられる。このトラ
ンジスタ43のエミツタは接地される。また、整
流回路1の出力は抵抗44を介して第2のスイツ
チング手段としてのトランジスタ45のエミツタ
に与えられるとともに、このトランジスタ45の
ベース電流を充電するためのコンデンサ46に与
えられる。トランジスタ45のコレクタ出力はト
ランジスタ43のベースに与えられるとともに、
フオトトランジスタ27に与えられる。また、ト
ランジスタ45のベースは抵抗47を介して自己
のエミツタに接続されるとともに、定電圧ダイオ
ード48を介して接地される。さらに、トランジ
スタ45のベースは抵抗49およびダイオード5
0を介してトランジスタ43のコレクタに接続さ
れる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In terms of construction, this embodiment is similar to the circuit shown in FIG. 1 except for the following points, and corresponding parts are given the same reference numerals and their explanation will be omitted. The output of the rectifier circuit 1 is connected to the primary winding 4 of the high frequency transformer 40.
1 to the collector of a transistor 43 as a first switching means. The emitter of this transistor 43 is grounded. Further, the output of the rectifier circuit 1 is applied via a resistor 44 to the emitter of a transistor 45 serving as a second switching means, and is also applied to a capacitor 46 for charging the base current of this transistor 45. The collector output of the transistor 45 is given to the base of the transistor 43, and
It is applied to phototransistor 27. Further, the base of the transistor 45 is connected to its own emitter via a resistor 47, and is grounded via a constant voltage diode 48. Furthermore, the base of transistor 45 is connected to resistor 49 and diode 5.
0 to the collector of transistor 43.

また、1次巻線41とトランジスタ43との接
続点はダイオード54、抵抗55を介して整流回
路1と1次巻線41との接続点に接続される。ダ
イオード54と抵抗55との接続点はコンデンサ
56を介して抵抗57とダイオード58との並列
回路に接続される。すなわち、ダイオード54,
抵抗55およびコンデンサ56で1次巻線41に
発生するスパイク電圧を吸収するためのスパイク
電圧吸収回路を構成している。また、抵抗57お
よびダイオード58で前記スパイク電圧吸収回路
によつて吸収されたスパイク電圧の一部を取出す
ための電圧取出回路を構成している。コンデンサ
56と抵抗57との接続点はダイオード59およ
びコンデンサ60を介して接地される。このダイ
オード59およびコンデンサ60で前記電圧取出
回路によつて取出された電圧を整流するための整
流回路を構成している。さらに、ダイオード59
とコンデンサ60との接続点はダイオード61お
よび抵抗62を介してトランジスタ45のエミツ
タに接続される。このように、1次巻線41に発
生するスパイク電圧は前記スパイク電圧吸収回路
によつてその一部が取出され、さらに前記整流回
路によつて整流されたのちトランジスタ45のエ
ミツタに与えられる。
Further, the connection point between the primary winding 41 and the transistor 43 is connected to the connection point between the rectifier circuit 1 and the primary winding 41 via a diode 54 and a resistor 55. A connection point between the diode 54 and the resistor 55 is connected to a parallel circuit of a resistor 57 and a diode 58 via a capacitor 56. That is, the diode 54,
The resistor 55 and the capacitor 56 constitute a spike voltage absorption circuit for absorbing the spike voltage generated in the primary winding 41. Further, a resistor 57 and a diode 58 constitute a voltage extraction circuit for extracting a portion of the spike voltage absorbed by the spike voltage absorption circuit. A connection point between capacitor 56 and resistor 57 is grounded via diode 59 and capacitor 60. The diode 59 and the capacitor 60 constitute a rectifier circuit for rectifying the voltage extracted by the voltage extraction circuit. Furthermore, the diode 59
The connection point between the capacitor 60 and the capacitor 60 is connected to the emitter of the transistor 45 via a diode 61 and a resistor 62. In this manner, a portion of the spike voltage generated in the primary winding 41 is extracted by the spike voltage absorption circuit, further rectified by the rectifier circuit, and then applied to the emitter of the transistor 45.

一方、2次側では、コンデンサ29の両端、す
なわち負荷33の両端に抵抗51と抵抗52との
直列回路が接続される。また、抵抗31と定電圧
ダイオード32との間にはトランジスタ53が介
挿され、このトランジスタ53のベースは抵抗5
1と抵抗52との接続点に接続される。
On the other hand, on the secondary side, a series circuit of a resistor 51 and a resistor 52 is connected to both ends of the capacitor 29, that is, to both ends of the load 33. Further, a transistor 53 is inserted between the resistor 31 and the constant voltage diode 32, and the base of this transistor 53 is connected to the resistor 5.
1 and the resistor 52.

第4図は第3図の回路の各部の波形図である。
以下、この第4図を参照して、第3図の動作につ
いて説明する。
FIG. 4 is a waveform diagram of each part of the circuit of FIG. 3.
The operation shown in FIG. 3 will be described below with reference to FIG. 4.

まず、初期動作について説明する。初期状態に
おいて電源が投入されたときはトランジスタ4
3,45はオフであり、そのためコンデンサ46
が抵抗44を通じて充電されはじめる。そのた
め、このコンデンサ46の充電電圧は上昇してい
き、定電圧ダイオード48のしきい値電圧に達す
るとトランジスタ45がオンになり、コンデンサ
46の放電電荷がトランジスタ45のエミツタ−
コレクタ通路を経てトランジスタ43のベースに
流れ込む。したがつて、トランジスタ43がオン
になる。応じて、トランジスタ43のコレクタ電
圧Ectがローレベルになるのでダイオード50が
導通する。そのため、トランジスタ43のベース
電流が増加し、コンデンサ46の放電電流は正帰
還的に一気に増大してトランジスタ43のベース
に流れ込む。そのため、トランジスタ43は飽和
状態になる。トランジスタ43がオンになること
により1次巻線41のインダクタンスに応じてコ
イル電流iLは第4図に示すように直線的に増加し
ていく。このとき、2次側のダイオード28は逆
バイアスとなつているため2次側には電流が流れ
ない。このようにしてトランジスタ43が飽和状
態になつたのちそのベース電流が減少して飽和状
態から脱出すると、コレクタ電圧Ectが上昇する
ためトランジスタ43のベース電流が0になり、
トランジスタ43がオフとなる。こうしてトラン
ジスタ43は正帰還的に急速にオフになる。
First, the initial operation will be explained. When the power is turned on in the initial state, transistor 4
3,45 is off, so capacitor 46
begins to be charged through the resistor 44. Therefore, the charging voltage of the capacitor 46 increases, and when it reaches the threshold voltage of the constant voltage diode 48, the transistor 45 is turned on, and the discharged charge of the capacitor 46 is transferred to the emitter of the transistor 45.
It flows into the base of transistor 43 via the collector path. Therefore, transistor 43 is turned on. In response, the collector voltage Ect of the transistor 43 becomes low level, and the diode 50 becomes conductive. Therefore, the base current of the transistor 43 increases, and the discharge current of the capacitor 46 increases at once in a positive feedback manner and flows into the base of the transistor 43. Therefore, the transistor 43 becomes saturated. When the transistor 43 is turned on, the coil current iL increases linearly in accordance with the inductance of the primary winding 41 as shown in FIG. At this time, since the secondary side diode 28 is reverse biased, no current flows to the secondary side. After the transistor 43 reaches the saturated state in this way, its base current decreases and the transistor 43 escapes from the saturated state, and the collector voltage Ect increases, so the base current of the transistor 43 becomes 0.
Transistor 43 is turned off. In this way, transistor 43 is rapidly turned off in a positive feedback manner.

トランジスタ43がオフになると、2次側のダ
イオード28は順バイアスとなり、高周波トラン
ス40に貯えられたエネルギが2次側に放出され
る。この放出されたエネルギはダイオード28お
よび平滑用コンデンサ29によつて整流され、負
荷33に与えられる。このとき、トランジスタ4
3,45がオフであるからコンデンサ46は再び
充電開始され、充電電圧は再び上昇する。なお2
次側へのエネルギの放出が終了するときにはこの
充電電圧がまだ定電圧ダイオード48のしきい値
電圧の1/2〜1/3程度であるように定電圧ダイオー
ド48等が選ばれるため、高周波トランス40の
エネルギが完全に2次側に放出されるまではトラ
ンジスタ43,45はオフとなつている。
When the transistor 43 is turned off, the diode 28 on the secondary side becomes forward biased, and the energy stored in the high frequency transformer 40 is released to the secondary side. This released energy is rectified by the diode 28 and the smoothing capacitor 29, and is applied to the load 33. At this time, transistor 4
Since capacitors 3 and 45 are off, charging of the capacitor 46 starts again, and the charging voltage rises again. Note 2
Since the voltage regulator diode 48 etc. is selected so that this charging voltage is still about 1/2 to 1/3 of the threshold voltage of the voltage regulator diode 48 when the energy release to the next side is finished, the high frequency transformer Transistors 43 and 45 remain off until the energy of 40 is completely released to the secondary side.

完全にエネルギが2次側に放出されると、トラ
ンジスタ43のコレクタに振動波形が発生する
が、この振動波形のローレベル側にふれた部分で
ダイオード50がオンとなり、トランジスタ43
のベース電流が流れることになつてトランジスタ
45がオンとなり、初期動作と同様にトランジス
タ43,45は正帰還的にオンになる。以後、こ
の動作が繰り返され出力電圧E0が上昇してい
く。そして、この出力電圧E0が定電圧ダイオー
ド32のしきい値電圧を越えトランジスタ53が
オンになれば発光ダイオード30が発光する。応
じて、発光ダイオード30とフオトカプラを構成
するフオトトランジスタ27が導通状態になつて
トランジスタ43のベース電流をバイパスするよ
うになる。出力電圧E0が大きいとバイパス電流
も大きくなり、そのためトランジスタ43のオン
の期間が短くなりオフの期間が長くなつて出力電
圧E0を下げる方向に働く。このように、フオト
トランジスタ27によるトランジスタ43のベー
ス電流のバイパスによつて行なわれる出力電圧E
0の制御機能は直流的に行なわれるため、出力電
圧平滑用コンデンサ29の値を大きくすることに
より出力電圧E0のリツプル値を0に近づけるこ
とが可能になる。また、トランジスタ43のオ
ン、オフの際にはトランジスタ45により正帰還
がかけられ、トランジスタ43のコレクタ電圧
Ectの波形は第4図に示すように極めて急俊とな
る。そのため、トランジスタ43で消費されるパ
ワーロスが小さくなる。また、トランジスタ43
の導通時には2次側に電流が流れていないため、
導通時のトランジスタ43でのパワーロス(発
熱)はない。さらに、トランジスタ43のオフ時
に抵抗44を流れる電流がむだにバイパスされる
ことなくコンデンサ46に充電されるため、パワ
ーロスが少ない。
When the energy is completely released to the secondary side, an oscillating waveform is generated at the collector of the transistor 43, but at a portion of this oscillating waveform that touches the low level side, the diode 50 is turned on, and the transistor 43
As the base current flows, the transistor 45 is turned on, and similarly to the initial operation, the transistors 43 and 45 are turned on in a positive feedback manner. Thereafter, this operation is repeated and the output voltage E0 increases. When this output voltage E0 exceeds the threshold voltage of the constant voltage diode 32 and the transistor 53 is turned on, the light emitting diode 30 emits light. In response, the phototransistor 27 forming a photocoupler with the light emitting diode 30 becomes conductive, thereby bypassing the base current of the transistor 43. When the output voltage E0 is large, the bypass current also becomes large, so that the on period of the transistor 43 becomes shorter and the off period becomes longer, which works in the direction of lowering the output voltage E0. Thus, the output voltage E achieved by bypassing the base current of transistor 43 by phototransistor 27
Since the control function of E0 is performed in a direct current manner, by increasing the value of the output voltage smoothing capacitor 29, it is possible to bring the ripple value of the output voltage E0 close to zero. Further, when the transistor 43 is turned on or off, positive feedback is applied by the transistor 45, and the collector voltage of the transistor 43 is
The waveform of Ect becomes extremely rapid as shown in Figure 4. Therefore, the power loss consumed by the transistor 43 is reduced. In addition, the transistor 43
When conducting, no current flows to the secondary side, so
There is no power loss (heat generation) in the transistor 43 when it is conductive. Furthermore, since the current flowing through the resistor 44 when the transistor 43 is off is charged to the capacitor 46 without being wasted, power loss is reduced.

次に、トランジスタ43がオフ時に1次巻線4
1に発生するスパイク電圧に関連する動作につい
て説明する。このスパイク電圧によつてダイオー
ド54には第4図で示すようにスパイク電流isが
流れる。このスパイク電流isはコンデンサ56お
よび抵抗57を介して接地に流れ込む。このとき
コンデンサ56と抵抗57との接続点に発生する
出力はダイオード59およびコンデンサ60で構
成される整流回路によつて整流される。ここで、
1次巻線41に発生するスパイク電圧の大きさか
つしたがつてスパイク電流isの大きさが小さけれ
ばダイオード59およびコンデンサ60で構成さ
れる整流回路の出力電圧E3も小さくなり、ダイ
オード61は導通しない。しかし、たとえば出力
電圧E0を大きくするために1次巻線41に大電
力を与えようとすればスパイク電圧かつしたがつ
てスパイク電流isも大きくなり、電圧E3がトラ
ンジスタ45のエミツタ電圧よりも大きくなる。
したがつて、トランジスタ45のオン時にはダイ
オード61が導通しコンデンサ60に充電された
充電電荷がダイオード61、抵抗62およびトラ
ンジスタ45を介してトランジスタ43のベース
に流れ込む。すなわち、トランジスタ43のベー
ス電流はスパイク電圧が小さい場合抵抗44を介
して整流回路1から供給される。これに対し、ス
パイク電圧が大きい場合はスパイク電流の一部が
整流されたものがトランジスタ43のベース電流
に加えられる。
Next, when the transistor 43 is off, the primary winding 4
The operation related to the spike voltage generated in 1 will be explained. This spike voltage causes a spike current is to flow through the diode 54 as shown in FIG. This spike current is flows through capacitor 56 and resistor 57 to ground. At this time, the output generated at the connection point between capacitor 56 and resistor 57 is rectified by a rectifier circuit composed of diode 59 and capacitor 60. here,
If the magnitude of the spike voltage generated in the primary winding 41 and therefore the magnitude of the spike current is is small, the output voltage E3 of the rectifier circuit composed of the diode 59 and the capacitor 60 will also be small, and the diode 61 will not conduct. . However, for example, if a large amount of power is applied to the primary winding 41 in order to increase the output voltage E0, the spike voltage and therefore the spike current is also increased, and the voltage E3 becomes larger than the emitter voltage of the transistor 45. .
Therefore, when the transistor 45 is turned on, the diode 61 becomes conductive and the charge stored in the capacitor 60 flows into the base of the transistor 43 via the diode 61, the resistor 62, and the transistor 45. That is, the base current of the transistor 43 is supplied from the rectifier circuit 1 via the resistor 44 when the spike voltage is small. On the other hand, when the spike voltage is large, a part of the spike current is rectified and added to the base current of the transistor 43.

上述のように第3図の実施例では1次巻線41
に発生したスパイク電圧がスパイク電圧吸収回路
によつて吸収されるためトランジスタ43がスパ
イク電圧によつて破壊されることが防止される。
また、スパイク電圧吸収回路によつて吸収された
スパイク電圧はその一部がトランジスタ43のベ
ース電流として用いられるため低消費電力で高効
率の電源回路を得ることができる。
As mentioned above, in the embodiment of FIG.
Since the spike voltage generated in this case is absorbed by the spike voltage absorption circuit, the transistor 43 is prevented from being destroyed by the spike voltage.
Further, a portion of the spike voltage absorbed by the spike voltage absorption circuit is used as the base current of the transistor 43, so that a highly efficient power supply circuit with low power consumption can be obtained.

第5図はこの発明の他の実施例を示す回路図で
ある。この第5図の実施例では、出力電圧E0を
検出するかわりに負荷33を流れる出力電流を検
出して出力電流が一定になるようにトランジスタ
43のベース電流を制御するように構成してい
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the invention. In the embodiment shown in FIG. 5, instead of detecting the output voltage E0, the output current flowing through the load 33 is detected and the base current of the transistor 43 is controlled so that the output current is constant.

なお、フオトトランジスタ27をコンデンサ4
6の両端に接続するようにして、トランジスタ4
5を経てトランジスタ43のベースに流れようと
するコンデンサ46の放電電流の一部をフオトト
ランジスタ27によりバイパスさせてトランジス
タ43のベース電流を制御するようにしてもよ
い。
Note that the phototransistor 27 is connected to the capacitor 4.
Transistor 4 is connected to both ends of transistor 6.
The base current of the transistor 43 may be controlled by bypassing a portion of the discharge current of the capacitor 46 that is about to flow to the base of the transistor 43 via the phototransistor 27.

以上のように、この発明によれば、従来のよう
なベース電流巻線を必要としないので、トランス
を小型化することができ、全体として小型化され
た電流回路を得ることができる。また、絶縁型の
電源回路であるため、ノイズが少なく、かつ入出
力のグランドレベルが異なる場合でも使用できる
電源回路を得ることができる。
As described above, according to the present invention, a base current winding unlike the conventional one is not required, so the transformer can be downsized, and a current circuit that is downsized as a whole can be obtained. Furthermore, since it is an isolated power supply circuit, it is possible to obtain a power supply circuit that has less noise and can be used even when the input and output ground levels are different.

また、1次コイルに発生するスパイク電流を充
電し、第1のスイツチング手段のスイツチング電
圧として用いるようにしたので、スパイク電圧に
よる第1のスイツチング手段の破壊を防止するこ
とができるとともに、低消費電力で高効率の電源
回路を得ることができる。
In addition, since the spike current generated in the primary coil is charged and used as the switching voltage of the first switching means, it is possible to prevent the first switching means from being destroyed by the spike voltage, and to reduce power consumption. A highly efficient power supply circuit can be obtained.

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

第1図はこの発明の背景となる従来の絶縁型ス
イツチングタイプの電源回路を示す回路図であ
る。第2図は第1図の回路の各部の波形図であ
る。第3図はこの発明の一実施例を示す回路図で
ある。第4図は第3図の回路の各部の波形図であ
る。第5図はこの発明の他の実施例を示す回路図
である。 図において、1は整流回路、27はフオトトラ
ンジスタ、28は2次側整流用ダイオード、29
は2次用平滑用コンデンサ、30は発光ダイオー
ド、33は負荷、40は高周波トランス、41は
1次コイル、42は2次コイル、43および45
はスイツチング用トランジスタ、46はベース電
流充電用コンデンサ、54,58,59および6
1はダイオード、55,57および62は抵抗、
56はスパイク電流吸収用コンデンサ、60スパ
イク電流充電用コンデンサを示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional isolated switching type power supply circuit which is the background of the present invention. FIG. 2 is a waveform diagram of each part of the circuit of FIG. 1. FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a waveform diagram of each part of the circuit of FIG. 3. FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the invention. In the figure, 1 is a rectifier circuit, 27 is a phototransistor, 28 is a secondary rectifier diode, 29
is a secondary smoothing capacitor, 30 is a light emitting diode, 33 is a load, 40 is a high frequency transformer, 41 is a primary coil, 42 is a secondary coil, 43 and 45
is a switching transistor, 46 is a base current charging capacitor, 54, 58, 59 and 6
1 is a diode, 55, 57 and 62 are resistors,
56 indicates a capacitor for absorbing spike current, and 60 indicates a capacitor for charging spike current.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 交流を整流する整流回路、 前記整流回路の出力が与えられる1次コイル、 前記1次コイルと磁気結合される2次コイル、 前記2次コイルと並列接続され、かつ前記2次
コイルに誘起される電流で充電されるコンデン
サ、 前記コンデンサと前記2次コイルとの間に介挿
され、かつ前記コンデンサを一方極性に充電させ
るダイオード、 前記コンデンサの両端電圧が与えられる負荷、 第1の制御電圧に応答して前記1次コイルに流
れる電流を断続的に制御する第1のスイツチング
手段、 第2の制御電圧に応答して前記第1の制御電圧
を制御する第2のスイツチング手段、 前記整流回路の出力によつて充電され、かつ前
記第2の制御電圧の全部または少なくとも一部を
発生する第1の充電回路、 前記1次コイルと前記第1のスイツチング手段
との接続点に発生するスパイク電流によつて充電
され、かつ前記第2の制御電圧の一部を発生する
第2の充電回路、および 前記第1のスイツチング手段のオン時に前記第
1および第2の充電回路の放電電流を前記1次コ
イルと前記第1のスイツチング手段との接続点に
バイパスするダイオードを備える、電源回路。 2 前記第2の充電回路は、 前記第1のスイツチング手段オフ時に前記1次
コイルに発生するスパイク電圧を吸収するスパイ
ク電圧吸収回路と、 前記スパイク電圧吸収回路によつて吸収された
スパイク電圧の少なくとも一部を取出す電圧取出
回路と、 前記電圧取出回路に取出された電圧を整流する
スパイク電圧整流回路とを含む、特許請求の範囲
第1項記載の電源回路。 3 さらに、前記コンデンサの両端電圧に応じて
前記第1の制御電圧を変化させるフオトカプラを
含む、特許請求の範囲第1項または第2項記載の
電源回路。
[Claims] 1. A rectifier circuit that rectifies alternating current, a primary coil to which the output of the rectifier circuit is applied, a secondary coil that is magnetically coupled to the primary coil, and a secondary coil that is connected in parallel with the secondary coil, and a capacitor charged by a current induced in a secondary coil; a diode inserted between the capacitor and the secondary coil and charging the capacitor to one polarity; a load to which voltage across the capacitor is applied; a first switching means for intermittently controlling the current flowing through the primary coil in response to a first control voltage; a second switching means for controlling the first control voltage in response to a second control voltage; means; a first charging circuit that is charged by the output of the rectifier circuit and generates all or at least a portion of the second control voltage; a connection point between the primary coil and the first switching means; a second charging circuit that is charged by a spike current generated in the second control voltage and generates a portion of the second control voltage; A power supply circuit comprising a diode that bypasses a discharge current to a connection point between the primary coil and the first switching means. 2. The second charging circuit includes at least a spike voltage absorption circuit that absorbs the spike voltage generated in the primary coil when the first switching means is off, and a spike voltage absorption circuit that absorbs the spike voltage that is absorbed by the spike voltage absorption circuit. The power supply circuit according to claim 1, comprising: a voltage extraction circuit that takes out a portion of the voltage; and a spike voltage rectification circuit that rectifies the voltage taken out to the voltage extraction circuit. 3. The power supply circuit according to claim 1 or 2, further comprising a photocoupler that changes the first control voltage according to the voltage across the capacitor.
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