JPS63245264A - Power circuit device - Google Patents

Power circuit device

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JPS63245264A
JPS63245264A JP7669087A JP7669087A JPS63245264A JP S63245264 A JPS63245264 A JP S63245264A JP 7669087 A JP7669087 A JP 7669087A JP 7669087 A JP7669087 A JP 7669087A JP S63245264 A JPS63245264 A JP S63245264A
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JP
Japan
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voltage
circuit
smoothing
switching
power supply
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JP7669087A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nakajima
啓 中島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To miniaturize a device, by smoothing switching current on the primary side of a converter transformer with a filter circuit. CONSTITUTION:In a power circuit device, the voltage at a commercial power source 11 is converted into DC voltage through a diode bridge circuit 12 and intermittently applied to the primary winding n1 of a converter transformer 15 by switching it with an FET 14 to obtain AC secondary voltage from the secondary winding n2. The secondary voltage is turned into DC voltage through a rectification-smoothing circuit 16. Further, the switching duty of the FET 14 is controlled with a voltage control circuit 17 to make the supply voltage constant to a load 18. On this occasion, a filter 20 is composed of a capacitor Ca and an inductor La to heighten smoothing effect to the switching frequency of the FET 14. A smoothing capacitor of small capacity and small size on the primary side can thus be used.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えばビデオテープレコーダのモータ駆動
電源のように、大電力で高精度を要し  −ない場合に
用いられる電源回路装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is directed to a power supply used in cases where high power and high precision are not required, such as a motor drive power supply for a video tape recorder. Related to circuit devices.

(従来の技術) 一般に、ビデオテープレコーダのモータ用電源には、第
5図に示すような電源回路装置が用いられる。この電源
回路装置は、商用電源11の交流電圧をダイオードブリ
ッジ回路12で全波整流して脈流電圧に変換し、この脈
流電圧をコンデンサ13で平滑して直流電圧V13を得
る。そして、この直流電圧をFET14のスイッチング
駆動によってフライバック型等のコンバータトランス1
5の一次巻線nlに断続的に印加し、これによって二次
巻線n2に誘導電流を発生させて交流二次電圧を得る。
(Prior Art) Generally, a power supply circuit device as shown in FIG. 5 is used as a power supply for a motor of a video tape recorder. In this power supply circuit device, an AC voltage from a commercial power source 11 is full-wave rectified by a diode bridge circuit 12 to convert it into a pulsating voltage, and this pulsating voltage is smoothed by a capacitor 13 to obtain a DC voltage V13. Then, this DC voltage is applied to a converter transformer 1 such as a flyback type by switching drive of the FET 14.
5 is intermittently applied to the primary winding nl, thereby generating an induced current in the secondary winding n2 to obtain an AC secondary voltage.

さらに、この二次電圧をダイオードDl及びコンデンサ
C1による整流平滑回路1Bで整流平滑して直流電圧を
得る。この直流電圧を電圧制御回路17で検知して基準
電圧と比較し、その比較結果に基づいてFET14のス
イッチングデユーティを制御することによって、上記直
流電圧つまり負荷18への供給電圧を一定または任意の
値に制御する。すなわち、この電源回路装置はいわゆる
スイッチングレギュレータを用いて構成している。
Further, this secondary voltage is rectified and smoothed by a rectification and smoothing circuit 1B including a diode Dl and a capacitor C1 to obtain a DC voltage. This DC voltage is detected by the voltage control circuit 17 and compared with a reference voltage, and the switching duty of the FET 14 is controlled based on the comparison result, thereby controlling the DC voltage, that is, the voltage supplied to the load 18, to a constant or arbitrary value. Control to value. That is, this power supply circuit device is configured using a so-called switching regulator.

しかしながら、このような構成では、商用電源11を用
いているため、コンデンサ13としては商用周波数50
/60/400 [Hz]の交流電圧を平滑可能な大容
量のものを用いなければならない。
However, in such a configuration, since the commercial power supply 11 is used, the capacitor 13 is connected to the commercial frequency 50.
It is necessary to use a large-capacity device that can smooth the AC voltage of /60/400 [Hz].

また、商用型′ri(−次電源)は一般に定格電圧に対
して±10%〜±20%の変動を伴っているため、これ
に対してコンデンサ13としては、安定に動作する耐電
圧のコンデンサを用いなければならない。さらに、コン
デンサ13の両端間電圧V13はFET14のスイッチ
ングによって同図(a)に示すようにリップルを伴い、
商用型illから供給される一次電流11は第6図(b
)に示すように正、負交互に断続する。このため、交流
−直流の変換効率が悪く、トランス15の一次巻線n1
に必要な直流電流を流すためにはその約2倍の実効電流
が必要となる。この場合、特に自家用発電器を用いる場
合には大容量のコンデンサを必要とする。つまり、従来
では、−次側の平滑コンデンサには大容量かつ大型のも
のを使用せざるを得なかった。
In addition, since a commercial type 'ri (-order power supply) generally fluctuates by ±10% to ±20% with respect to the rated voltage, the capacitor 13 should be a capacitor with a withstand voltage that operates stably. must be used. Furthermore, the voltage V13 across the capacitor 13 is accompanied by ripples due to the switching of the FET 14, as shown in FIG.
The primary current 11 supplied from the commercial type ill is shown in Fig. 6 (b
), the positive and negative signals are alternately intermittent. Therefore, the AC-DC conversion efficiency is poor, and the primary winding n1 of the transformer 15
In order to flow the necessary DC current, an effective current approximately twice that amount is required. In this case, a large capacity capacitor is required, especially when a private generator is used. In other words, in the past, it was necessary to use a large-capacity and large-sized smoothing capacitor on the negative side.

(発明が解決しようとする問題点) 以上述べたように、従来の電源回路装置では、−次側の
平滑コンデンサに大容量かつ大型のものを使用しなけれ
ばならないため、装置が大型化し、また−次側の実効電
流を必要な電流の倍近く流さなければならないという問
題を有する。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in conventional power supply circuit devices, a smoothing capacitor of large capacity and large size must be used on the negative side, resulting in an increase in the size of the device. - There is a problem in that the effective current on the next side must be nearly twice the required current.

この発明は上記問題を解決するためになされたもので、
−次側の平滑コンデンサとして小型かつ小容量のものを
使用して、装置全体が小型で、しかも電源電圧の変換効
率の優れた電源回路装置を提供することを目的とする。
This invention was made to solve the above problem.
- It is an object of the present invention to provide a power supply circuit device which is compact in size as a whole and has excellent power supply voltage conversion efficiency by using a small-sized and small-capacity smoothing capacitor on the next side.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するためにこの発明に係る電源回路装置
は、交流電圧を全波整流して脈流電圧に変換する全波整
流回路と、この全波整流回路から出力される脈流電圧が
一次側に印加されるコンバータトランスと、このコンバ
ータトランスの一次側に流れる電流を断続して二次側に
誘導電流を発生させるスイッチング手段と、前記二次側
に発生する誘導電流を整流平滑して直流電圧を生成する
整流平滑回路と、この整流平滑回路の出力電圧を基準電
圧と比較し、その比較結果に基づいて前記スイッチング
手段のパルス幅を制御することにより、前記整流平滑回
路の出力電圧を安定化する電圧制御手段と、前記余波整
流回路の出力端及び前記コンバータトランスの一次側入
力端間に介在され、前記スイッチング周波数で平滑効果
を発揮するフィルタ回路とを具備して構成される。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a power supply circuit device according to the present invention includes a full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies an AC voltage and converts it into a pulsating voltage. , a converter transformer to which a pulsating voltage outputted from the full-wave rectifier circuit is applied to the primary side; a switching means for generating an induced current in the secondary side by intermittent current flowing in the primary side of the converter transformer; A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the induced current generated on the secondary side to generate a DC voltage, and the output voltage of this rectifying and smoothing circuit is compared with a reference voltage, and the pulse width of the switching means is adjusted based on the comparison result. voltage control means for stabilizing the output voltage of the rectifying and smoothing circuit by controlling the output voltage of the rectifying and smoothing circuit; and a filter circuit that performs the following functions.

(作用) 上記構成による電源回路装置は、コンバータトランスの
一次側に流れるスイッチング電流をフィルタ回路によっ
て平滑するため、−次電源の周波数で平滑する従来の方
式に比べて入力電流の実効電流を少なくすることができ
る。また、フィルタ回路が単にスイッチング周波数のみ
平滑効果を発揮すればよいので、フィルタ回路を構成す
るコンデンサには小容量で、これによって装置の小型化
に寄与することができる。
(Function) The power supply circuit device with the above configuration smoothes the switching current flowing to the primary side of the converter transformer using the filter circuit, so the effective current of the input current is reduced compared to the conventional method that smoothes it at the frequency of the -order power supply. be able to. Further, since the filter circuit only needs to exhibit a smoothing effect only at the switching frequency, the capacitor forming the filter circuit has a small capacity, which contributes to miniaturization of the device.

(実施例) 以下、第1図乃至第4図を参照してこの発明の一実施例
を説明する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図は第5図に示した電源装置にこの発明を適用した
場合の構成を示すものである。第1図において第5図と
同一部分には同−n号を付して示し、ここでは異なる部
分について説明する。
FIG. 1 shows a configuration in which the present invention is applied to the power supply device shown in FIG. In FIG. 1, parts that are the same as those in FIG. 5 are indicated by the same symbol -n, and different parts will be explained here.

すなわち、この電源回路装置では、コンデンサCa、 
インダクタLaによりFET14のスイッチング周波数
に対して平滑効果を発揮するフィルタ20を構成してい
る。
That is, in this power supply circuit device, capacitors Ca,
The inductor La constitutes a filter 20 that exhibits a smoothing effect on the switching frequency of the FET 14.

この構成によれば、ダイオードブリッジ回路12の全波
整流電圧は、第2図(a)に示すように、そのままフィ
ルタ20の出力電圧V20となる。このため、コンバー
タトランス15の一次巻線n1に流れるスイッチング電
流12は、第3図に示すように、フィルタ20からの入
力端子V20の瞬時値にほぼ比例して増減する。このス
イッチング電流12はコンデンサCaによって平滑され
るため、商用電源11からの一次電流i1は第2図(b
)に示すように全範囲に渡って流れるようになる。
According to this configuration, the full-wave rectified voltage of the diode bridge circuit 12 directly becomes the output voltage V20 of the filter 20, as shown in FIG. 2(a). Therefore, the switching current 12 flowing through the primary winding n1 of the converter transformer 15 increases or decreases approximately in proportion to the instantaneous value of the input terminal V20 from the filter 20, as shown in FIG. Since this switching current 12 is smoothed by the capacitor Ca, the primary current i1 from the commercial power supply 11 is
), it flows over the entire range.

ここで、−次側の実効電流IRMSと通電時間となる。Here, the negative side effective current IRMS and the energization time are obtained.

したがって、負荷電流が同一ならば、第5図の電源回路
装置よりこの実施例の装置の方が実効電流が小さい。
Therefore, if the load current is the same, the device of this embodiment has a smaller effective current than the power supply circuit device of FIG.

また、コンデンサCaは、第5図の装置のような商用周
波数に対して平滑効果を有していないため、非常に小容
量でよい。例えば、商用周波数を50[Hz]、スイッ
チング周波数を100[KHz]とすれば、1/200
0の容量ですむことになる。さらに、商用周波数の平滑
はコンバータトランス15の二次側で行われるため、商
用電源11の電源電圧変動の影響を受けない。例えば、
電源電圧が±20%変動する場合、第5図の回路と比し
て33%も小型ですむことになる。
Further, since the capacitor Ca does not have a smoothing effect on commercial frequencies like the device shown in FIG. 5, it may have a very small capacitance. For example, if the commercial frequency is 50 [Hz] and the switching frequency is 100 [KHz], 1/200
This means that a capacity of 0 is sufficient. Furthermore, since smoothing of the commercial frequency is performed on the secondary side of the converter transformer 15, it is not affected by fluctuations in the power supply voltage of the commercial power supply 11. for example,
If the power supply voltage fluctuates by ±20%, the circuit will be 33% smaller than the circuit shown in FIG.

尚、コンバータトランス15の一次巻線に流れるスイッ
チング電流12は、負荷電流が増大すると励磁電流が増
加するため、フィルタ20の出力電圧V20に対して第
4図(a)に示すようにその瞬時値量シキにほぼ比例す
るようになる。つまり、フィルタ20の出力電圧V20
が小さい間は、同図(b ’)に示すように、スイッチ
ング電流12の1サイクル積分電流は0レベルから直線
的に上昇するが、フィルタ20の出力電圧V20が大き
くなると、同図(C)に示すように負荷電流に比べて積
分電流が多くなるので、残留電流に加算されることにな
る。
Note that the switching current 12 flowing through the primary winding of the converter transformer 15 has an instantaneous value as shown in FIG. It becomes almost proportional to the quantity. In other words, the output voltage V20 of the filter 20
As long as V20 is small, the one-cycle integrated current of the switching current 12 increases linearly from the 0 level, as shown in (b') of the same figure, but as the output voltage V20 of the filter 20 increases, as shown in (C) of the same figure. As shown in , since the integrated current is larger than the load current, it is added to the residual current.

しかし、この場合もフィルタ20のスイッチング周波数
に対する平滑効果によって同様にコンデンサを小容量化
されることに代わりはない。
However, in this case as well, the capacitance of the capacitor can be similarly reduced due to the smoothing effect of the filter 20 on the switching frequency.

したがって、上記構成による電源回路装置は、−次側の
平滑コンデンサに小容量かつ小型のものを用いることが
できるので、装置全体を小型化することができ、また−
次側の実効電流を全範囲に渡って流すことができるので
、極めて変換効率のよいものとなる。
Therefore, in the power supply circuit device having the above configuration, a small capacitance and small size can be used as the smoothing capacitor on the next side, so that the entire device can be miniaturized.
Since the effective current on the next side can flow over the entire range, the conversion efficiency is extremely high.

尚、上記実施例では、スイッチング電流の平滑用にコン
デンサCa及びインダクタLaを設けたが、−次電流と
してパルス電流を流しても外部に影響を与えない場合に
はインダクタLaを省略することもできる。また、上記
実施例では、コンバータトランスとしてフライバック型
のものを使用したが、フォワード型のものを用いても同
様の効果が得られる。さらに、上記実施例では、スイッ
チ素子としてFET1個を用いているが、FETに限ら
ず、また1個に限らず、2個以上用いてダブルスイッチ
方式を採用してもよいことは勿論である。
In the above embodiment, the capacitor Ca and the inductor La are provided for smoothing the switching current, but the inductor La may be omitted if there is no effect on the outside even if a pulse current is passed as a negative current. . Further, in the above embodiment, a flyback type converter transformer is used, but the same effect can be obtained by using a forward type converter transformer. Further, in the above embodiment, one FET is used as the switch element, but it is needless to say that the switch element is not limited to FET, or that two or more may be used to adopt a double switch system.

[発明の効果] 以上述べたようにこの発明によれば、−次側の平滑コン
デンサとして小型かつ小容量のものを使用して、装置全
体が小型で、しかも電源の変換効率の優れた電源回路装
置を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by using a small and small capacity smoothing capacitor on the negative side, the entire device is compact and a power supply circuit with excellent power conversion efficiency can be achieved. equipment can be provided.

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

第1図はこの発明に係る電源回路装置の一実施例を示す
回路図、第2図乃至第4図はそれぞれ同実施例の動作を
説明するための波形図、第5図は従来の電源回路装置の
構成を示す回路図、第6図は従来回路の動作を説明する
ための波形図である。 11・・・商用電源、12・・・ダイオードブリッジ回
路、13・・・平滑コンデンサ、14・・・FET、1
5・・・コンバータトランス、16・・・整流平滑回路
、17・・・電圧制御回路、1B・・・負荷、20・・
・フィルタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第5図 (a) 第6図
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply circuit device according to the present invention, FIGS. 2 to 4 are waveform diagrams for explaining the operation of the same embodiment, and FIG. 5 is a conventional power supply circuit. A circuit diagram showing the configuration of the device, and FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional circuit. 11... Commercial power supply, 12... Diode bridge circuit, 13... Smoothing capacitor, 14... FET, 1
5... Converter transformer, 16... Rectifier and smoothing circuit, 17... Voltage control circuit, 1B... Load, 20...
·filter. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 5 (a) Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 交流電圧を全波整流して脈流電圧に変換する全波整流回
路と、この全波整流回路から出力される脈流電圧が一次
側に印加されるコンバータトランスと、このコンバータ
トランスの一次側に流れる電流を断続して二次側に誘導
電流を発生させるスイッチング手段と、前記二次側に発
生する誘導電流を整流平滑して直流電圧を生成する整流
平滑回路と、この整流平滑回路の出力電圧を基準電圧と
比較し、その比較結果に基づいて前記スイッチング手段
のパルス幅を制御することにより、前記整流平滑回路の
出力電圧を安定化する電圧制御手段と、前記全波整流回
路の出力端及び前記コンバータトランスの一次側入力端
間に介在され、前記スイッチング周波数で平滑効果を発
揮するフィルタ回路とを具備する電源回路装置。
A full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies AC voltage and converts it into pulsating voltage, a converter transformer to which the pulsating voltage output from this full-wave rectifier circuit is applied to the primary side, and A switching means that generates an induced current on the secondary side by intermittent flowing current, a rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the induced current generated on the secondary side to generate a DC voltage, and an output voltage of this rectifying and smoothing circuit. voltage control means for stabilizing the output voltage of the rectifying and smoothing circuit by comparing the voltage with a reference voltage and controlling the pulse width of the switching means based on the comparison result; A power supply circuit device comprising a filter circuit interposed between the primary input terminals of the converter transformer and exhibiting a smoothing effect at the switching frequency.
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