JPS6264264A

JPS6264264A - スイツチング電源

Info

Publication number: JPS6264264A
Application number: JP20281085A
Authority: JP
Inventors: Shigetaka Maeyama; 前山　繁隆
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1987-03-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、フォワード、コンバータ方式のスイッチング
電源に関し、−次側制御方式をとる場合に、スイッチン
グ素子のオフ期間に、電力変換用変圧器に備えられた巻
線を通して、制御回路に出力電圧検出信号を伝達するこ
とにより、フォトカブラ、パルストランス等を用いずに
、出力電圧検出信号を、−次側におかれた制御回路に絶
縁して伝送できるようにし、回路の小型化、簡素化を達
成できるようにしたものである。

従来の技術第４図はこの種のスイッチング電源の従来例を示す電気
回路図である０図において、ｌは直流電源、２は電力変
換用の変圧器、３は変圧器２の入力側巻！Ｉａ２１に直
列に接続されたスイッチング素子である。前記直流型１
ＩＡｌは一般には商用交流電源を整流平滑する等して得
られる。変圧器２は入力端巻線２１の他に、出力側巻線
２２、補助電源用巻線２３及びリセット巻線２４等を備
えている。スイッチング素子３はバイポーラ、トランジ
スタまたは電界効果トランジスタ等によって構成される
。

４はチョーク・インプット型出力整流平滑回路で、スイ
ッチング素子３のオン期間に変圧器２の入力側巻線２１
から出力側巻線２２に伝送される電力をダイオード４１
で整流し、チョーク、コイル４３を通して出力する。ま
た、スイッチング素子３のオフ期間には、オン期間にチ
ョーク、コイル４３に蓄積されたエネルギーを、ダイオ
ード４２を通して放電する。そして、この整流出力をコ
ンデンサ４４で平滑して、図示しない負荷に直流出力電
圧ｖＯを供給するようになっている。

５はパルス幅変調回路等を備える制御回路、６はフォト
カプラまたはパルストランス等でなる絶縁伝送手段、７
は誤差増幅器等を備える出力電圧検出回路で、これらは
フィードバック制御系を構成している。制御回路５は一
次側に設けであるから、フィードバック制御系を構成す
る場合、制御回路５のある一次側と出力電圧検出回路７
のある二次側は電気的に絶縁することが要求される。絶
縁伝送手段６はその手段として設けられたものである。

８は制御回路５を起動させる起動回路、９は起動後に制
御回路５に対して動作電源を供給する補助電源回路であ
る。起動回路８はトランジスタ８１、ツェナーダイオー
ド８２及び抵抗８３等を備えた電圧安定化回路として構
成されている。

上記の回路構成において、電源投入時には起動回路８か
ら制御回路５に対して動作電圧Ｖｃｃが供給され、制御
回路５が起動する。制御回路５の起動により、その出力
によってスイッチング素子３がスイッチング動作を開始
し、変圧器２の巻線２３に起電力が発生する。これをダ
イオード９１、コンデンサ９２等によって直流に変換し
、制御回路５に動作電圧Ｖｃｃを供給する。そして、定
常動作状態では、制御回路５は補助電源回路９から供給
される動作電圧Ｖｃｃによって動作を継続するようにな
る。

定常動作状態で直流出力電圧Ｖｏが変化すると、その変
化分が出力電圧検出回路７によって検出される。この出
力電圧検出信号は、絶縁伝送手段６を通して制御回路５
に入力され、制御回路５は前記変化分を打消すようなパ
ルス幅制御をスイッチング素子３に与える。これにより
、直流出力電圧Ｖｏが一定値になるように制御される。

発明が解決しようとする問題点上述したように、制御回路５を一次側に設けたスイッチ
ング電源において、フィードバック制御系を構成する場
合、制御回路５のある一次側と出力電圧検出回路７のあ
る二次側とを、フォトカプラ等の絶縁伝送手段６によっ
て絶縁することが必須であった。このため、回路部品点
数が増え、大型化し、コストアップを招くという問題点
があった。

問題点を解決するための手段上述する従来の問題点を解決するため、本発明は、変圧
器と、この変、圧器の入力側巻線を通して与えられる直
流入力をスイッチングするスイッチング素子と、前記変
圧器の出力側巻線に接続されたチョーク・インプット型
出力整流平滑回路と、前記出力整流平滑回路の出力電圧
を監視し前記スイッチング素子に対してパルス幅変調制
御を与える制御回路とを備えるスイッチング電源におい
て、出力電圧検出信号を、前記スイッチング素子のオフ
期間に、前記変圧器に備えられた巻線を通して前記制御
回路に伝達する回路を有することを特徴とする。

作用本発明は、フォワード、コンバータ方式のスイッチング
電源において、スイッチング素子のオフ期間に、電力変
換用変圧器に備えられた巻線を通して、出力電圧信号を
制御回路に伝達する回路を有するから、−次側制御方式
をとる場合に、制御回路に対し、フォトカプラ、パルス
トランス等の絶縁伝送手段を用いずに、二次側の出力電
圧検出信号を絶縁して伝送できる。このため１回路の小
型化、簡素化及びコストダウンを達成することが可能に
なる。

実施例第１図は本発明に係るスイッチング電源の電気回路図で
ある。図において、第４図と同一の参照符号は同一性あ
る構成部分を示している。変圧器２には、入力側巻線２
１．出力側巻線２２及び補助電源用巻！ａ２３の他に、
巻線２５．２６が備えられている０巻線２５はその一端
を出力整流平滑回路４の負側端子（ロ）に接続し、他端
をダイオード１０を介して、正側端子（イ）に接続しで
ある。ダイオード１０の極性は、スイッチング素子３の
オフ期間に巻線２５に生じるフライバック電圧Ｅ２５に
対して順方向となるように定められている。

次←、巻線２６にはダイオード１１１及びコンデンサ１
１２よりなるピークホールド回路１１を接続し、このピ
ークホールド回路１１の出力を、制御回路５の検出信号
端子Ｓに供給するようになっている。ダイオード１１１
の極性は、巻線２６に生じるフライバック電圧Ｅ２６に
対して順方向となるように定められている。１１３は放
電用抵抗である。

上記の回路構成において、スイッチング素子３がオフす
ると、オン期間に変圧器２に蓄積された動磁エネルギー
により、各巻線２１〜２６にフライバック電圧が発生す
る。この内、巻線２５及びダイオード１．０を含む回路
では、巻線２５に発生したフライバック電圧Ｅ２５が、
直流出力電圧ｖＯを越えようとすると、ダイオード１０
が導通するので、フライバック電圧Ｅ２５は直流出力電
圧ｖＯとほぼ等しい電圧レベルにクランプされる。ただ
し、ダイオード１０の順方向電圧降下は無視して考える
。

一方、巻線２５に対して巻数比αで結合している巻線２
６の両端には、Ｅ２６＝αφ　ＶＯの電圧が発生する０巻線２６にはダイオード１１１及び
コンデンサ１１２よりなるピークホールド回路１１が接
続されており１巻＆１２６の両端に発生した電圧Ｅ２６
が、ダイオード１１１を通してコンデンサ１１２によっ
てホールドされる。コンデンサ１１２の両端の電圧Ｅ１
２は。

Ｅ１２＝α１１ｖＯとなり、直流出力電圧Ｖｏに対応した値となる。

ただし、ダイオ−１１１１の順方向電圧降下は無視する
。

従って、コンデンサ１１２の両端電圧ＥＩ２を出力電圧
検出信号として制御回路５に伝達し、制御回路５によっ
てスイッチング素子３のパルス幅を制御することにより
、直流出力電圧Ｖｏを安定に保つことができる。

ｆｉＩＪｚ図は本発明に係るスイッチング電源の別の実
施例を示す回路図である。この実施例では、巻線２６に
接続されたピークホールド回路１１のダイオード１１１
　と直列に、インダクタ１１４を接続しである。このよ
うなイーンダクタ１１４があると、変圧器２のりケージ
インダクタンスに起因して発生するスパイク電圧をイン
ダクタ１１４によってブロックし、コンデンサ１１２の
端子電圧ＥＩ２がスパイク電圧の影響を受けるのを阻止
し、コンデンサ１１２の端子電圧ＥＩ２を直流出力電圧
Ｖｏに対応させることができる。インダクタ１１４の代
りに、または、インダクタ１１４と共に、抵抗を接続し
てもよい。

またスイッチング素子３は電界効果トランジスタによっ
て構成し、これをドライブ回路１３によっ、て駆動する
ようになっている。ドライブ回路１３はトランジスタ　
１３１．１３２及び抵抗１３３．１３４を備えて構成さ
れている。

更に、ドライブ回路１３の前段には、トランジスタ１４
１　、ダイオード　１４２〜１４５、抵抗１４８．１４
７よりなる回路１４が接続されている。この回路１４は
、制御回路５からダイオード１４３を通して与えられる
パルス変調信号によってトンジスタ１４１を駆動する回
路と、トランジスタ１４１ノベースに、抵抗１４８及び
ダイオード１４２を通して、巻線２６に生じるフライバ
ック電圧Ｅ２６を供給する回路とを備えている。

巻線２６にフライバック電圧Ｅ２６が生じている間は、
抵抗１４Ｂ及びダイオード１４２を通してトランジスタ
１４１にベースドライブがかかるので、トランジスタ１
４１はオンしている。トランジスタ１４１がオンしてい
る間は、ドライブ回路１３のトランジスタ１３２がオン
となるので、スイッチング素子３はオフとなる。即ち、
変圧器２が完全にリセットされてフライバック電圧がな
くなるまで、トランジスタ１４１をオン状態に保ってス
イッチング素子３をオフ状態に維持し、変圧器２が磁気
飽和するのを防止するものである。パルス負荷を取った
とき等に、制御回路５によって定まるオフ期間の間に変
圧器２が完全にリセットされない場合、制御回路５から
ダイオード１４３を通してスイッチング素子３をオンさ
せる信号が出ても、巻線２６にフライバック電圧が生じ
ている間は、抵抗１４Ｂ及びダイオード１４２を通して
与えられる信号が優先し、トランジスタ１４１がオン状
態を維持するので、トランジスタ１３２がオンし、スイ
ッチング素子３がオフ状態を維持する。そして、変圧器
２のリセットが完了し、巻線２６のフライバック電圧が
消滅すると、トランジスタ１４１、トランジスタ１３２
がオフし、スイッチング素子３がオンできるようになる
。なお、　１４４　、１４５はベーカクラブ用のダイオ
ードである。

第３図は本発明に係るスイッチング電源の更に別の実施
例における電気回路図を示している。この実施例の特徴
は、制御回路５の補助電源用巻線と、ピークホールド回
路ｌｌ用の巻線とを、同一の巻線２７としたことである
０巻線２７の両端には補助電源回路９と、ピークホール
ド回路１１とを接続しである。ピークホールド回路１１
のダイオード１１１は巻線２７に生じるフライバック電
圧Ｅ２７に対して順方向となる極性で接続されている。

補助電源回路９に備えられたダイオード９３はスイッチ
ング素子３がオフとなったときのフライバック電圧に対
応して流れる電流を阻止するダイオード、また、ピーク
ホールド回路１１に備えられたダイオード１１５はスイ
ッチング素子３がオンとなったときにコンデンサ１１２
に電流が流れ込むのを阻止するダイオードである。

発明の効果以上述べたように、本発明は、フォワード、コンバータ
方式のスイッチング素子において、スイッチング素子の
オフ期間に、電力変換用変圧器に備えられた巻線を通し
て、出力電圧信号を制御回路に伝達する回路を有するか
ら、−次側制御方式をとる場合に、フォトカブラ、パル
ストランス等の絶縁伝送手段を用いずに、二次側の出力
電圧信号を絶縁して一次側におかれた制御回路に伝送で
きる。このため１回路の小型化、簡素化及びコストダウ
ンを達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスイッチング電源の電気回路図、
第２図は同じく別の実施例における電気回路図、ｉ３図
は更に別の実施例における電気回路図、第４図は従来の
スイッチング電源の電気回路図である。２・・・電力変換用の変圧器２１〜２７・・・巻線３・・・スイッチング素子４・・・出力ｇ流モ滑回路５・・・制御回路１０・・・ダイオード１１・・・ピークホールド回路第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）変圧器と、この変圧器の入力側巻線を通して与え
られる直流入力をスイッチングするスイッチング素子と
、前記変圧器の出力側巻線に接続されたチョーク・イン
プット型出力整流平滑回路と、前記出力整流平滑回路の
出力電圧を監視し前記スイッチング素子に対してパルス
幅変調制御を与える制御回路とを備えるスイッチング電
源において、前記スイッチング素子のオフ期間に、前記
変圧器に備えられた巻線を通して、前記制御回路に出力
電圧検出信号を伝達する回路を有することを特徴とする
スイッチング電源。
（２）前記回路は、前記変圧器に備えられた巻線及びこ
の巻線に接続されたダイオードを含みフライバック電圧
を直流出力電圧値にクランプする回路と、前記変圧器に
備えられた巻線を含みフライバック電圧をホールドして
前記制御回路に伝達する回路とを備えてなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のスイッチング電源
。