KR101094330B1 - 스위칭 전원장치 및 전원제어방법 - Google Patents

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Abstract

상용전원은, 다이오드 브리지, 콘덴서에 의하여 정류되며, 단자를 거쳐서 트랜스에 공급된다. 1차측 코일의 한쪽은, 단자와 접속되며, 그 다른 쪽은, 스위칭 소자와 접속된다. 귀환코일의 한쪽은, 스위칭 소자와 접속되며, 그 다른 쪽은, 단자와 접속된다. 또, 스위칭 소자와 단자와의 사이에, 부귀환회로가 설치된다. 2차측 코일에는, 다이오드, 콘덴서로 이루어지는 정류회로가 설치된다. 코일, 콘덴서의 접속점은, 저항을 거쳐서 단자와 접속된다. 검출회로에서는, 단자의 사이에서 전압이 검출되며, 저항의 양단에서 전류가 검출된다. 검출된 전압·전류가 소정치의 경우, 귀환회로로 제어신호가 공급된다.

Description

스위칭 전원장치 및 전원제어방법{Switching power supply apparatus and power supply control method}
본 발명은, 부하의 용량이 변동해도 안정한 전압·전류를 출력할 수 있는 스위칭 전원장치 및 전원제어방법에 관한 것이다.
종래, 스위칭 전원회로에는, OSC(Oscillator)의 출력에서 스위칭되는 타려형(他勵型)의 스위칭 전원방식과, OSC를 사용하지 않는 자려형(自勵型)의 스위칭 전원방식이 있었다. 자려형의 스위칭 전원방식은, 타려형의 스위칭 전원방식에 비하여 싼 값으로 구성할 수 있지만, 부하가 작게 되면 반드시 발진 현상이 일어나고 있었다.
따라서, 자려형의 스위칭 전원방식에서는, 발진현상을 억제하기 위해, 효율을 나쁘게 하여 설계하고 있었다. 즉, 최대부하에서 고효율이 되도록 설계할 수 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 자려형의 스위칭 전원방식이더라도, 최대부하에서 고효율 동작이 되도록 설계하고, 부하의 용량이 변동해도 안정하게 전압·전류를 출력할 수 있는 스위칭 전원장치 및 전원제어방법을 제공하는 것에 있다.
청구항 1에 기재의 발명은, 접속한 부하에 대하여 전압·전류를 공급하는 스위칭 전원장치에 있어서, 제 1, 제 2 직류전원단자와, 적어도 1차측 코일, 2차측 코일 및 귀환코일로 이루어지는 트랜스와, 전압 및 전류를 검출하는 검출수단과, 전압 및 전류를 제어하는 스위칭 소자와, 스위칭 소자에 대하여 부귀환을 부여하는 가변 임피던스 소자와, 제 1 및 제 2 직류전원단자 사이에 트랜스의 1차측 코일, 스위칭 소자 및 가변 임피던스 소자를 직렬로 접속하는 수단과, 가변 임피던스 소자의 동작/정지를 제어하는 제어수단으로 이루어지며, 제어수단은, 검출수단에 있어서, 부하의 값이 소정치 이하라고 판단할 수 있는 전압 및 전류로 될 때에, 부귀환을 동작시켜 발진을 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치이다.
청구항 10에 기재의 발명은, 제 1, 제 2 직류전원단자와, 적어도 1차측 코일, 2차측 코일 및 귀환코일로 이루어지는 트랜스와, 전압 및 전류를 검출하는 검출수단과, 전압 및 전류를 제어하는 스위칭 소자와, 스위칭 소자에 대하여 부귀환을 부여하는 가변 임피던스 소자와, 제 1 및 제 2 직류전원단자 사이에 트랜스의 1차측 코일, 스위칭 소자 및 가변 임피던스 소자를 직렬로 접속하는 수단으로 이루어지는 자려형의 스위칭 전원장치의 전원 제어방법에 있어서, 검출수단으로 전압 및 전류를 검출하는 스텝과, 검출된 전압 및 전류로부터, 스위칭 전원장치에 접속된 부하의 값이 소정치 이하인지 아닌지를 판단하는 스텝과, 부하의 값이 소정치 이하라고 판단할 수 있는 전압 및 전류로 될 때에, 상기 가변 임피던스 소자의 임피던스를 크게 하여 발진을 억제하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원 제어방법이다.
이와 같이 본 발명은, 자려형의 스위칭전원에 부귀환수단을 설치, 접속되어 있는 부하가 소정치보다 작게 되었을 때에만 당해 부하수단을 동작시키도록, 부귀환저항을 가변으로 함으로써, 발진을 억제할 수 있고, 부하의 용량이 변동해도 안정한 전압·전류를 출력할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시형태의 전체적인 구성에 대해서 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 출력전압·출력전류 특성을 발명하기 위한 특성도이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시형태의 개략적인 구성에 대하여 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 부귀환회로의 설명에 이용하는 특성도이다.
도 5는 본 발명에 의해 얻어지는 효율을 설명하기 위한 특성도이다.
도 6은 본 발명의 제 1실시형태의 개략적인 구성의 다른 예에 대하여 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명에서 적용되는 귀환회로의 일 예의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 이미터 귀환과 베이스 귀환을 설명하기 위한 일 예의 블록도이다.
도 9는 본 발명에서 적용되는 이미터 귀환을 설명하기 위한 일 예의 회로도이다.
도 10은 본 발명에서 적용되는 베이스 귀환을 설명하기 위한 제 1예의 회로도이다.
도 11은 본 발명에서 적용되는 베이스 귀환을 설명하기 위한 제 2예의 회로도이다.
도 12는 본 발명에서 적용되는 베이스 귀환을 설명하기 위한 제 3예의 회로도이다.
도 13은 본 발명에서 적용되는 베이스 귀환을 설명하기 위한 제 4회로도이다.
도 14는 본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 1예의 블록도이다.
도 15는 본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제어를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 16은 본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 2예의 블록도이다.
도 17은 본 발명의 부귀환의 설명에 이용하는 특성도이다.
도 18은 본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 3예의 회로도이다.
도 19는 본 발명의 부귀환의 설명에 이용하는 특성도이다.
도 20은 본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 4예의 회로도이다.
도 21은 본 발명의 부귀환의 설명에 이용하는 특성도이다.
도 22는 본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 5예의 회로도이다.
도 23은 본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 6예의 회로도이다.
도 24는 본 발명이 적용된 제 2실시형태의 제 1예의 회로도이다.
도 25는 본 발명에 이용되는 스위치회로의 전환을 설명하기 위한 특성도이다.
도 26은 본 발명이 적용된 제 2실시형태의 제 2예의 회로도이다.
도 27은 본 발명에 이용되는 부귀환회로의 일 예의 약선도이다.
도 28은 본 설명이 적용된 제 2실시형태의 제어를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 29는 본 발명이 적용된 제 2실시형태의 제 3예의 회로도이다.
도 30은 본 발명이 적용된 제 2실시형태의 제 3예를 설명하기 위한 특성도이다.
도 31은 본 발명이 적용된 제 2실시형태의 제어를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 32는 본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제 1예의 회로도이다.
도 33은 본 발명이 적용된 제 3실시형태를 설명하기 위한 특성도이다.
도 34는 본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제 2예의 회로도이다.
도 35는 본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제어를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 36은 본 발명이 적용된 제 3실시형태를 설명하기 위한 특성도이다.
도 37은 본 발명이 적용된 제 3실시형태를 설명하기 위한 특성도이다.
도 38은 본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제 3예의 회로도이다.
도 39는 본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제 4예의 회로도이다.
도 40은 본 발명이 적용된 제 4실시형태의 제 1예의 회로도이다.
도 41은 본 발명이 적용된 제 4실시형태를 설명하기 위한 특성도이다.
도 42는 본 발명이 적용된 제 4실시형태를 설명하기 위한 특성도이다.
도 43은 본 발명이 적용된 제 4실시형태의 제 2예의 회로도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
L. 트랜스 L1. 1차측 코일
L2. 2차측 코일 L3. 귀환코일
L4. 부귀환코일 8. 부귀환회로
11. 다이오드 12. 콘덴서
13. 검출회로 14. 저항
S1. SW소자동작 S2. 출력부하검출
S3, S22, S25, S32, S35. 소정치 이상인가?
S4. 부귀환 제어동작 S5. 부귀환 동작정지
S11, S14, S21, S24, S27, S31, S34, S37, S40. 전류검출
S12. SW=ON? S13. SW=ON
S15. SW=OFF? S16. SW=OFF
S23, S29. 임피던스저하 S26. 트랜지스터=ON
S28. 소정치 이하인가? S33. Tr204=ON
S36. Tr206=ON S38. Tr206=OFF?
S39. Tr206=OFF S41. Tr204=OFF?
S42. Tr204=OFF
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각도에 걸쳐 같은 기능을 가지는 것에는, 동일의 참조번호를 붙이고, 설명의 중복을 피한다. 도 1은, 본 발명이 적용된 제 1실시형태의 전체적 구성을 나타낸다.
입력단자(1 및 2)로부터 상용전원이 공급된다. 공급된 상용전원은, 다이오드 브리지(3) 및 콘덴서(4)에 의하여 정류되며, 단자(5 및 6)를 거쳐서 트랜스(L)에 공급된다. 트랜스(L)는, 1차측 코일(L1)과, 2차측 코일(L2)과, 귀환코일(L3)로 구성된다. 1차측 코일(L1)의 한편은, 단자(5)와 접속되며, 기타편은, 스위칭소자(7)와 접속된다. 귀환코일(L3)의 한편은, 스위칭소자(7)와 접속되며, 기타편은, 단자(6)와 접속된다. 또, 스위칭소자(7)와 단자(6)와의 사이에, 부귀환회로(8)가 설치된다. 이 스위칭소자(7) 및 부귀환회로(8)는, 귀환회로(9)에 의하여 각각의 동작이 제어된다.
2차측 코일(L2)에는, 다이오드(11) 및 콘덴서(12)로 구성되는 정류회로가 설치된다. 다이오드(11)의 캐소드는, 단자(15)와 접속된다. 2차측 코일(L2)과 콘덴서(12)와의 접속점은, 저항(14)을 거쳐서 단자(16)와 접속된다. 검출회로(13)에서는, 단자(15 및 16) 사이에서 전압이 검출되며, 저항(14)의 양단에서 전류가 검출된다. 검출된 전압·전류가 후술하는 바와 같이 소정치의 경우, 귀환회로(9)에 제어신호가 공급된다. 귀환회로(9)에 공급되는 제어신호에 따라 스위칭소자(7) 및 부귀환회로(8)는 제어된다. 단자(15 및 16)에는, 전자기기 등의 부하(17)가 접속된다.
이와 같이, 출력되는 전압·전류를 검출하고, 그 전압·전류로부터 전하의 값(용량)을 산출하여, 부하가 소정치보다 작게 되었을 때에 스위칭소자(7) 및/또는 부귀환회로(8)를 온/오프하도록 제어가 이루어진다.
여기서, 트랜스(L)에 대하여 설명한다. 1차측 코일(L1)과 귀환코일(L3)과 의 감는 수 비는, L1〈L3로 된다. 1차측 코일(1)과 2차측 코일(L2)과의 감는 수 비는, 스위칭 전원주파수에 관계한다. 동 전력에서 1차측 코일(L1)과 2차측 코일(L2)과의 차가 어느 정도 스위칭 전원주파수가 나게 되며, 동 전력에서 1차측 코일(L1)과 2차측 코일(L2)의 차가 없을 수록 스위칭 전원주파수가 높아진다. 따라서, 트랜스(L) 및 스위칭소자(7)의 조건(특성)에 의하여, 최대부하에서 고효율로 되도록, 최적한 감는 선비(線比)를 선정할 필요가 있다.
도 2에는, 이 스위칭 전원회로의 전압·전류의 출력 특성의 일 예로서, 특성(A1)을 나타낸다. 이 스위칭 전원회로의 출력전류가 전류(I1)보다 작은 전류치로 될 때에, 발진현상이 일어난다. 즉, 무부하의 상태에서 전류(I1)까지의 기간(이하, 「발진기간」이라고 칭한다), 스위칭 전원회로는 발진한다. 이 일 예에서는, 통상 접속되어 있는 부하의 값과 비교하여 부하의 값이 반 이하라고 판단할 수 있는 전류를 전류(I1)로 한다. 또, 부하의 값이 1/3 이하라고 판단할 수 있는 전류를 전류(I1)로 해도 좋다.
본 발명이 적용된 제 1실시형태의 개략적 구성을 도 3에 나타낸다. 검출회로(13)에 있어서, 발진기간이 되는 전압·전류가 검출되면, 안정화 귀환신호회로(24)에 제어신호가 공급된다. 안정화 귀환신호 발생회로(24)에서는, 공급된 제어신호에 따른 안정화 귀환신호가 제어신호 발생회로(25) 및 전원안정화신호 발생회로(26)에 공급된다. 제어신호 발생회로(25)에서는, 공급된 안전화 귀환신호의 크기에 따라서 부귀환율을 변화시키기 위한 제어신호가 부귀환회로(8)에 공급된다. 부귀환회로(8)에서는, 공급된 제어신호에 따른 부귀환율이 설정된다.
전원안정화신호 발생회로(26)에서는, 이 스위칭 전원회로를 안전화시키기 위해, 스위칭소자(7)에 제어신호가 공급된다. 스위칭소자(7)에서는, 공급된 제어신호에 따른 스위칭동작이 행해진다. 스위칭소자(7)의 스위칭동작에 의하여, 귀환코일(L3)에 흐르는 전류가 제어된다. 안전검출회로(27)에서는, 귀환코일(L3)에 흐르는 전류가 검출되고, 검출된 전류로부터 안전한지 아닌지가 판단된다. 그 판단결과에 따라서, 제어신호가 안전제어회로(28)에 공급된다. 안전제어회로(28)에서는, 이 스위칭 전원회로를 안전하게 동작시키기 위해, 스위칭소자(7)에 그 동작을 제어하는 제어신호가 공급된다.
이와 같이, 안정화 귀환신호 발생회로(24)로부터의 안정화 귀환신호의 출력이 정지되면, 부귀환회로(8)의 부귀환율이 자동적으로 최대가 되므로, 안전보호회로를 갖추고 있는 경우에, 안전보호회로가 동작하기 쉽게 된다. 따라서, 안정화 귀환신호 발생회로(24)가 파괴하여도 부귀환회로(8)가 동작한다. 부귀환회로(8)가 동작하면, 트랜스(L)의 1차측의 동작이 안정하게 동작하므로, 안전부호회로도 안정하게 동작한다.
또, 이 도 3에서는, 단자(5)와 귀환코일(L3)과의 사이에, 저항(21), 콘덴서(22), 저항(23)이 직렬로 설치된다. 저항(21)과 콘덴서(22)와의 접속점은, 스위칭소자(7)와 접속된다.
그리고, 이 부귀환회로(8)에 있어서의 부귀환율의 변화는, 아날로그 제어수 단과 전환제어수단이 있다. 아날로그 제어수단은, 일 예로서 도 4중에 특성(A2)에서 나타내는 바와 같이, 검출된 전류에 따라 부귀환회로(8)의 부귀환저항치를 변화시키는 수단이다. 전환제어수단은, 일 예로서 도 4중에 특성(A3)에서 나타내는 바와 같이, 검출된 전류에 따라서 부귀환회로(8)의 부귀환저항치를 단계적으로 전환하는 수단이다. 이 도 4에 나타내는 특성(A2 및 A3)은, 부하전류에 대한 부귀환저항치의 변화를 나타낸다. 또, 일 예로서, 특성(A1)의 최대부하에 있어서의 출력은, 5W에서 500Ω전후가 된다.
여기서, 종래의 자려형의 스위칭 전원방식에서는, 도 5중의 특성(A4)에 나타내는 바와 같이, 최대라도 65%전후의 효율밖에 얻을 수 없지만, 본 발명을 적용함으로써, 5%∼10%의 효율을 개선할 수 있다.
본 발명이 적용된 일 실시형태의 개략적 구성의 다른 예를 도 3에 나타낸다. 이 도 6에는, 스위칭소자(7)의 일 예로서 NPN형의 트랜지스터가 사용된다. 또, 부귀환회로(8) 및 검출회로(13)는, 각각의 기능이 IC(Interrated Circuit)화 된 것이 사용된다. 이 도 6에서는, 부귀환회로(8)가 IC(31)로 되며, 검출회로(13)가 IC(35)로 된다. 그리고, 귀환회로(9)(안정화 귀환신호 발생회로(24))의 일 예로서 포토커플러가 사용된다. 트랜스(L)의 1차측에는, 포토커플러의 포토트랜지스터(32b)가 설치되며, 트랜스(L)의 2차측에는, 포토커플러의 발광다이오드(32a)가 설치된다. 발광다이오드(32a)의 애노드는, 저항(34 및 33)을 거쳐서 단자(15)와 접속되며, 그 캐소드는, IC(35)에 접속된다. 단자(15 및 16)의 사이에는, 콘덴서(36)가 설치된다.
본 발명에서 적용되는 귀환회로를 도 7을 참조하여 설명한다. 부귀환회로(8)의 일 예로서, 가변저항(41 및 43)을 설치한 것이다. 가변저항(41)은, 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터에 접속된다. 이른바, 이미터 귀환에 의해 부귀환회로가 구성되며, 이 가변저항(41)의 임피던스의 값을 제어함으로써, 발진을 억제할 수 있다.
스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스와, 부귀환코일(L4)의 한편과의 사이에, 콘덴서(42) 및 가변저항(43)이 설치된다. 부귀환 코일(L4)의 타편은, 단자(6)와 접속된다. 이 부귀환코일(L4)에 의해 귀환코일(L3)과 180도 반전한 신호를 취출할 수 있다. 취출한 신호는, 가변저항(43) 및 콘덴서(42)를 거쳐서 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스에 걸린다. 이른바 베이스 귀환에 의해 부귀환회로가 구성되며, 이 가변저항(43)의 임피던스의 값을 제어함으로써, 스위칭 전원회로의 발진을 억제할 수 있다.
여기서, 이미터 귀환에 의한 부귀환회로를 설명하기 위한 블록도를 도 8a에 나타낸다. 이 도 8a에 나타내는 이미터 귀환에 의한 부귀환회로에서는, 검출회로(53)에 있어서, 출력전압·출력전류가 검출된다. 검출된 출력전압·출력전류가 발진기간이라고 판단하면, 제어회로(52)에 소정의 신호가 공급된다. 제어회로(52)에서는, 공급된 소정의 신호에 따라서, 이 스위칭 전원회로가 발진하지 않는 임피던스의 값으로 되는 제어신호가, 가변 임피던스소자(51)에 공급된다. 가변 임피던스소자(51)는, 공급된 제어신호에 따른 임피던스의 값으로 설정된다. 설정된 임피던스의 값에 의해, 스위칭소자(7)에 부귀환이 걸리고, 스위칭 전원회로의 발진을 억제할 수 있다. 부귀환이 걸린 스위칭소자(7)는, 소정의 전압·전류를 출력하도록, 스위칭이 행해진다.
또, 베이스귀환에 의한 부귀환회로를 설명하기 위한 블록도를 도 8b에 나타낸다. 이 도 8b에 나타내는 베이스귀환에 의한 부귀환회로에서는, 검출회로(59)에 있어서, 출력전압·출력전류가 검출된다. 검출된 출력전압·출력전류에서 이 스위칭 전원회로가 발진한다고 판단하면, 부귀환회로(58)에 소정의 신호가 공급된다. 이 부귀환회로(58)에는, 귀환회로(56)를 거쳐서 공급되는 신호의 위상을 위상반전회로(57)에서 180도 반전된 신호가 공급된다. 부귀환회로(58)에서는, 검출회로(59)로부터의 소정의 신호에 의거하여, 이 스위칭 전원회로가 발진하지 않도록, 공급된 위상이 반전한 신호를 스위칭소자(7)에 부귀환시킨다. 부귀환이 걸린 스위칭소자(7)는, 소정의 전압·전류를 출력하도록, 스위칭이 행해진다.
그리고, 이미터귀환의 일 예를 도 9에 나타낸다. 이 도 9는, 스위칭 전원회로의 일차측만을 나타낸 것이다. 부귀환회로(8)로서, 가변저항(41)만을 사용하고, 이미터귀환에 의하여, 스위칭 전원회로의 발진을 억제하도록 한 것이다.
다음으로, 베이스귀환의 제 1예를 도 10에 나타낸다. 이 도 10은, 스위칭 전원회로의 일차측만을 나타낸 것이다. 부귀환회로(8)로서, 가변저항(43)만을 사용하고, 베이스귀환에 의하여, 스위칭 전원회로의 발진을 억제하도록 한 것이다. 이 때, 가변저항(43)의 임피던스의 값을 바꿀 뿐만 아니라, 위상반전회로(57)에 내장되는 앰프를 가변으로 해도 좋다.
그리고, 베이스귀환의 제 2예를 도 11에 나타낸다. 이 도 11은, 스위칭소 자(7)로부터 귀환코일(L3)을 거쳐서, 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스에, NPN형의 트랜지스터(63)의 컬렉터가 접속된다. 트랜지스터(63)의 컬렉터·베이스 간에, 콘덴서(22), 저항(23 및 61)이 설치된다. 트랜지스터(63)의 베이스와 단자(6)와의 사이에, 가변저항(62)이 설치된다. 트랜지스터의 이미터와 단자(6)와의 사이에, 콘덴서(65)가 설치된다. 다이오드의 64의 애노드는, 트랜지스터(63)의 이미터와 접속되며, 그 캐소드는, 저항(23 및 61)의 접속점에 접속된다.
이 도 11에서는, 가변저항(62)의 임피던스의 값을 제어함으로써, 트랜지스터(63)의 베이스에 흐르는 전류를 제어할 수 있으므로, 스위칭소자(7)에 부귀환을 걸 수 있다.
베이스귀환의 제 3예를 도 12에 나타낸다. 이 도 12는, 스위칭 전원회로의 일차측만을 나타낸 것이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스와, NPN형의 트랜지스터(73)의 컬렉터와의 사이에, 콘덴서(71) 및 저항(72)이 설치된다. 트랜지스터(73)의 베이스에는, 제어회로(75)가 접속되고, 그 이미터에는, 저항(74)을 거쳐서 부귀환코일(L4)의 한편이 접속된다. 이 부귀환코일(L4)에 의하여 귀환코일(L3)과 180도 반전한 신호를 취출할 수 있다. 취출한 신호는, 제어신호(75)에 의하여 트랜지스터(73)가 제어되며, 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스에 걸린다. 이른바, 베이스귀환에 의하여 부귀환회로가 구성되며, 이 트랜지스터(73)의 임피던스의 값을 제어함으로써, 스위칭 전원회로의 발진을 억제할 수 있다.
베이스귀환의 제 4예를 도 13에 나타낸다. 이 도 13은, 스위칭소자(7)로부터 귀환코일(L3)을 거쳐서, 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스와, NPN형의 트랜지스터(82)의 컬렉터와의 사이에, 콘덴서(22) 및 저항(81)이 설치된다. 트랜지스터(83)의 베이스에서는, 단자(83)가 도출되며, 그 이미터는, NPN형의 트랜지스터(85)의 컬렉터와 접속된다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스와, 트랜지스터(85)의 베이스와의 사이에, 콘덴서(22), 저항(23 및 84)이 설치된다. 트랜지스터(85)의 이미터·베이스간에는, 저항(86)이 설치된다. 다이오드(87)의 애노드는, 트랜지스터(85)의 이미터와 접속되며, 그 캐소드는, 저항(23 및 84)의 접속점과 접속된다. 콘덴서(88)는, 다이오드(87)의 애노드와 단자(6)와의 사이에 설치된다.
이 도 13의 제 4예에서는, 트랜지스터(85) 및 저항(86)에 있어서, 신호의 위상을 반전시킨다. 반전시킨 신호는, 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스에 걸린다.
본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 1예를 도 14에 나타낸다. 이 제 1실시형태는, 출력되는 전압·전류를 2차측에서 검출하고, 검출된 전압·전류의 값에 따라서 스위칭소자(7)에 부귀환을 거는 것이다.
검출회로(53)에 있어서, 출력전압·출력전류가 검출된다. 검출된 출력전압·출력전류가 발진기간이라고 판단하면, 제어회로(52)에 소정의 신호가 공급된다. 제어회로(52)에서는, 공급된 소정의 신호에 따라서, 이 스위칭 전원회로가 발진하지 않는 임피던스의 값이 되도록 제어신호가, 부귀환회로(8)에 공급된다. 부귀환회로(8)는, 공급된 제어신호에 따른 임피던스의 값으로 설정된다. 설정된 임피던스의 값에 의하여, 스위칭소자(7)에 부귀환이 걸리고, 스위칭 전원회로의 발진을 억제할 수 있다. 부귀환이 걸린 스위칭소자(7)는, 소정의 전압·전류를 출력하도록, 스위칭이 행해진다.
이 제 1실시형태의 제어의 일 예를 도 15의 플로차트를 참조하여 설명한다. 스텝(S1)에서는, 스위칭소자(7)의 동작이 시작되며, 스위칭 전원회로에서 전압·전류가 출력된다. 스텝(S2)에서는, 이 스위칭 전원회로에 접속되는 부하의 값이 검출된다. 일 예로서, 상술한 바와 같이 출력전압·출력전류가 검출되며, 접속된 부하의 값이 검출된다. 스텝(S3)에서는, 검출된 출력전압·출력전류가 부귀환을 걸 필요가 있는 소정의 값인지 아닌지가 판단된다. 즉, 검출된 출력전압·출력전류가 발진기간인지 아닌지가 판단되며, 발진기간이라고 판단되면, 스텝(S4)으로 제어를 이동하고, 발진기간이 아니라고 판단되면, 스텝(S5)으로 제어가 이동한다. 스텝(S4)에서는, 스위칭소자(7)에 부귀환이 걸리도록, 그 동작이 제어된다. 스텝(S5)에서는, 스위칭소자(7)에 부귀환이 걸리지 않도록, 그 동작이 제어된다.
본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 2예를 도 16에 나타낸다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터는, 저항(91)을 거쳐서 단자(6)와 접속된다. 이 저항(91)은, NPN형의 트랜지스터(92)의 이미터·컬렉터 사이에 설치된다. 트랜지스터(92)의 베이스는, 제어회로(93)에 접속된다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스는, NPN형의 트랜지스터(94)의 컬렉터와 접속된다. 트랜지스터(94)의 이미터는, 단자(6)와, 접속되며, 그 베이스는, 귀환회로(9)와 접속된다. 그리고, 전압검출회로(13a)는, 단자(15 및 16)의 사이에 설치된다. 전류검출회로(13b)는, 저항(14)과 병렬로 설치된다.
그 전압검출회로(13a)에서는, 단자(15 및 16)에서 출력되는 전압이 검출된다. 전류검출회로(13b)에서는, 저항(14)의 양단에서 출력되는 전류가 검출된다. 귀환회로(9)에서는, 전환검출회로(13a) 및 전류검출회로(13b)로부터의 신호에 따라서, 스위칭소자(7)에 부귀환을 건다. 예를 들면, 검출된 전류의 값이 도 17에 나타내는 점(P1)보다 낮은 값으로 되면, 스위칭소자(7)에 부귀환을 건다. 이 도 17은, 가로축에 출력되는 출력P(=VI)을 나타내고, 세로축에는 귀환회로(9)로 흐르는 전류를 나타낸다. 이 도 16에서는, 트랜지스터(92)의 온/오프를 전환함으로써, 저항(91)에 전류를 통전(通電)시킬 것인지 아닌지를 전환하도록 하고 있다. 즉, 트랜지스터(92)의 온/오프에 의하여 임피던스의 값을 전환하도록 하고 있다. 또, 트랜지스터(94)는, 이 스위칭 전원회로의 동작의 안정화를 위해 설치된다.
본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 3예를 도 18에 나타낸다. 저항(23)과 귀환코일(L3)과의 사이에, 저항(101)이 설치된다. 저항(23 및 101)의 접속점과, 다이오드(102)의 애노드가 접속된다. 다이오드(102)의 캐소드와 단자(6)와의 사이에, 콘덴서(103)가 설치되며, 단자(6)와 트랜지스터(92)와의 사이에 저항(104)이 설치된다. 포토다이오드(32b)의 컬렉터는, 다이오드(102)의 캐소드와 접속되며, 그 이미터는, 트랜지스터(92)의 베이스와 접속된다.
여기서, 출력부하의 값의 변화에 대한 트랜지스터(92)의 임피던스 값의 변화를 도 19의 특성(A5)에 나타내고, 출력부하 값의 변화에 대한 트랜지스터(92)의 베이스전류의 값의 변화를 도 19의 특성(A6)에 나타낸다. 또, 도 19중의 점(R1)은, 포화점(스위치모드)이다.
본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 4예를 도 20에 나타낸다. 이 도 20은, 스위칭소자(7)로부터 귀환코일(L3)을 거쳐서, 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것이다. PNP형의 트랜지스터(111)의 이미터는, 다이오드(102)의 캐소드와 접속되며, 그 컬렉터는 트랜지스터(92)의 베이스와 접속되며, 그 베이스는, NPN형의 트랜지스터(112)의 컬렉터와 접속된다. 트랜지스터(112)의 이미터는, 다이오드(102)의 캐소드와 접속되며, 트랜지스터(112)의 이미터·베이스 사이에 저항(113)이 설치된다. 포토트랜지스터(32b)의 컬렉터는, 트랜지스터(112)의 베이스와 접속되며, 그 이미터는, 트랜지스터(94)의 베이스와 접속된다.
여기서 부하전력의 변화에 대한 임피던스 값의 변화를 도 21의 특성(A7)에 나타내고, 부하전력의 변화에 대한 전압·전류 값의 변화를 도 21의 특성(A8)에 나타낸다. 이 특성(A7)은, 저항(91) 및 트랜지스터(92)로 이루는 임피던스이다.
본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 5예를 도 22에 나타낸다. 이 도 22는, 스위칭소자(7)에서 귀환코일(L3)을 거쳐서 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것이다. NPN형의 트랜지스터(125)의 이미터단자(6)와의 사이에, 콘덴서(121) 및 저항(122)이 설치된다. 콘덴서(121) 및 저항(122)과의 접속점에 트랜지스터(111)의 베이스가 접속된다. 트랜지스터(125)의 컬렉터는, NPN형의 트랜지스터(124)의 컬렉터와 접속되며, 트랜지스터(125)의 베이스는, 트랜지스터(124)의 베이스와 접속된다. 트랜지스터(124)의 이미터는, 트랜지스터(94)의 베이스와 접속된다. 트랜지스터(124)의 베이스는, 포토트랜지스터(32b)의 이미터와 접속된다. 트랜지스터(124)의 컬렉터는, 다이오드(102)의 애노드와 접속된다. 포토다이오드(32b)의 이미터와 단자(6)와의 사이에, 저항(123)이 설치된다.
본 발명이 적용된 제 1실시형태의 제 6예를 도 23에 나타낸다. 이 도 23은, 안정화를 위한 귀환신호와, 부귀환제어를 위한 귀환신호를 따로따로 설치한 것이다. 포토커플러(131)의 발광다이오드(131a)의 애노드는, 단자(15)와 접속되며, 그 캐소드는, 검출회로(13)와 접속된다. 포토커플러(131)의 포토트랜지스터(131b)의 컬렉터는, 다이오드(102)의 캐소드와 접속되며, 그 이미터는, 트랜지스터(92)의 베이스와 접속된다. 포토커플러(132)의 발광다이오드(132a)의 애노드는, 단자(15)와 접속되며, 그 캐소드는, 검출회로(13)와 접속된다. 포토커플러(132)의 포토트랜지스터(132b)의 컬렉터는, 다이오드(102)의 애노드와 접속되며, 그 이미터는, 트랜지스터(94)의 베이스와 접속된다.
포토트랜지스터(131)는, 부귀환제어를 위한 신호를 2차측으로부터 1차측으로 공급하는 것이며, 포토커플러(132)는, 안정화를 위한 신호를 2차측에서 1차측으로 공급하는 것이다.
본 발명이 적용된 제 2실시형태의 제 1예를 도 24에 나타낸다. 이 제 2실시형태는, 귀환회로로부터 전압·전류를 검출하고, 검출된 전압·전류 값에 따라서 스위칭소자(7)에 부귀환을 거는 것이다. 즉, 이 제 2실시형태는, 부귀환저항으로부터 전압·전류를 검출하는 것이다.
스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터와 단자(6)와의 사이에, 저항(141 및 148)이 직렬로 설치된다. 저항(141)과 병렬이 되도록 스위치회로(142)는 설치된다. 스위치회로(142)는, 제어회로(143)에 의해, 그 온/오프가 제어된다.
저항(141)과 병렬이 되도록 저항(145) 및 콘덴서(146)는 설치된다. 이 저항(145) 및 콘덴서(146)는, 적분회로를 구성한다. 전류검출회로(147)는, 콘덴서의 양단에 접속되며, 그 양단에서 전류를 검출한다. 검출된 전류가 도 25에 나타내는 바와 같이 전류(I2)가 되면, 스위치회로(142)를 온으로 시키기 위한 신호가 전류검출회로(147)에서 동작회로(144)에 공급된다. 동작회로(144)는, 스위치회로(142)를 온으로 시키기 위한 신호를 제어회로(143)에 공급한다.
저항(148)과 병렬이 되도록 콘덴서(149) 및 저항(150)은 설치된다. 이 콘덴서(149) 및 저항(150)은, 적분회로를 구성한다. 또한, 전류검출회로(151)는, 콘덴서(149)의 양단에 접속되며, 그 양단으로부터 전류를 검출한다. 검출된 전류가 도 25도에 나타내는 바와 같이 전류(I3)가 되면, 스위치회로(142)를 오프시키기 위한 신호가 전류검출회로(151)로부터 해제회로(152)에 공급된다. 해제회로(152)는, 스위치회로(142)를 오프로 하기 위한 신호를 동작회로(144)에 공급한다. 신호가 공급된 동작회로(144)에서는, 제어회로(143)를 거쳐서 스위치회로(142)를 오프로 한다.
또, 이 도 24의 제 1예에서는, 스위치회로(142)가 온으로 된 후, 전류(I3)로 되면, 스위치회로(142)를 오프로 하도록 하고 있지만, 스위치회로(142)가 온으로 된 후, 소정의 시간경과 후에 스위치회로(142)를 오프로 하도록 설정해도 좋다.
본 발명이 적용된 제 2실시형태의 제 2예를 도 26에 나타낸다. 이 도 26은, 스위칭소자(7)로부터 귀환코일(L3)을 거쳐서 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터와 단자(6)와의 사이에, 저항(161, 162 및 148)이 직렬로 설치된다. 스위치회로(163)는, 저항(161)과 병렬이 되도록 설치된다. 저항(164) 및 콘덴서(165)는, 저항(161 및 162)과 병렬이 되도록 설치된다. 저항(164) 및 콘덴서(165)의 접속점으로부터 단자(166)가 도출된다. 또, 콘덴서(149) 및 저항(150)의 접속점으로부터 단자(167)가 도출된다.
이 때, 저항(161)과 저항(148)과의 저항치의 대소 관계는,
저항(161)〉저항(148)
로 된다. 저항(161)은 부귀환회로(8)를 구성하는 것이며, 스위치회로(163)를 제어하기 위한 검출용저항은, 소전류검출용의 저항이 사용된다.
여기서, 부귀환회로(8)의 일 예를 도 27을 이용하여 설명한다. 이 도 27a는, 스위칭소자(7)의 이미터 귀환의 부분만을 나타낸 것이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터에 저항(171)이 설치된다. 그 저항(171)에 병렬이 되도록, 스위치회로(174) 및 저항(172)과, 스위치회로(175) 및 저항(173)과, 스위치회로(176)가 설치된다.
스위치회로(174, 175 및 176)를 오프로 했을 때의, 저항치 및 그 때의 부하전력을 도 27b 중에 R171로 나타낸다. 스위치회로(174)를 온으로 하고, 스위치회로(175 및 176)를 오프로 했을 때의, 저항치 및 그 때의 부하전력을 도 27b 중에 R171//R172로 나타낸다. 스위치회로(174 및 175)를 온으로 하고, 스위치회로(176)를 오프로 했을 때의, 저항치 및 그 때의 부하전력을 도 27b 중에 R171//R172//R173로 나타낸다.
이 제 2실시형태의 제어의 일 예를 도 28의 플로차트를 참조하여 설명한다. 스텝(S11)에서는, 이 스위칭 전원회로의 동작이, 즉 스위칭소자(7)의 동작이 시작하며, 저항(161)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S12)에서는, 검출된 전류가 스위치회로(163)를 온의 상태로 하는 소정의 전류인지 아닌지가 판단된다. 검출된 전류가 스위치회로(163)를 온의 상태로 하는 소정의 전류라고 판단되면, 스텝(S13)으로 제어가 이동하고, 스위치회로(163)를 온의 상태로 하지 않고, 즉, 오프의 상태를 유지하는 전류라고 판단되면, 스텝(S11)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S13)에서는, 스위치회로(163)가 온으로 된다.
스텝(S14)에서는, 저항(148)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S15)에서는, 검출된 전류는 스위치회로(163)를 오프의 상태로 하는 소정의 전류인지 아닌지가 판단된다. 스위치회로(163)를 오프의 상태로 하는 소정의 전류라고 판단되면, 스텝(16)으로 제어가 옮기고, 스위치회로(163)를 오프의 상태로 하지 않고, 즉 온의 상태를 유지하는 전류라고 판단되면, 스텝(S14)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S16)에서는, 스위치회로(163)가 오프로 된다.
본 발명이 적용된 제 2실시형태의 제 3예를 도 29에 나타낸다. 이 도 29는, 스위칭소자(7)로부터 귀환코일(L3)을 거쳐서, 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터와 단자(6)와의 사이에, 저항(181 및 182)이 직렬로 설치된다. 또, 저항(181)은, NPN형의 트랜지스터(186)의 이미터·컬렉터 사이에, 설치된다. 트랜지스터(186)의 베이스는, 제어회로(185)와 접속된다. 전류검출회로(183)에서는, 저항(181)에 흐르는 전류가 검출된다. 이 전류검출회로(183)에서는, 도 30에 나타내는 전류(I4)가 검출되면, 트랜지스터(186)의 임피던스를 저임피던스로 저하시키도록, 제어회로(185)로부터 트랜지스터(186)의 베이스에 제어신호가 공급된다. 전류검출회로(184)에서는, 저항(182)에 흐르는 전류가 검출된다. 이 전류검출회로(184)에서는, 도 30에 나타내는 전류(I5)가 검출되면, 트랜지스터(186)를 온 시키도록, 제어회로(185)로부터 트랜지스터(186)의 베이스에 제어신호가 공급된다.
이 제 2실시형태의 제어의 일 예를 도 31의 플로차트를 참조하여 설명한다. 스텝(S21)에서는, 이 스위칭 전원회로의 동작이, 즉 스위칭소자(7)의 동작이 시작하고, 전류검출회로(183)에 있어서 저항(181)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S22)에서는, 검출된 전류가 소정치, 예를 들면 도 30에 나타내는 전류(I4) 이상인지 아닌지가 판단된다. 검출된 전류가 전류(I4) 이상이라고 판단되면, 스텝(S23)으로 제어가 옮기고, 전류(I4) 미만이라고 판단되면, 스텝(S21)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S23)에서는, 트랜지스터(186)의 임피던스가 저임피던스로 되도록 제어회로(185)로부터 제어신호가 공급된다.
스텝(S24)에서는, 전류검출회로(184)에 있어서 저항(182)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S25)에서는, 검출된 전류가 소정치, 예를 들면 도 30에 나타내는 전류(I5) 이상인지 아닌지가 판단된다. 검출된 전류가 전류(I5) 이상이라고 판단되면, 스텝(S25)으로 제어가 이동하고, 전류(I5)미만이라고 판단되면, 스텝(S24)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S26)에서는, 트랜지스터(186)가 온으로 된다.
스텝(S27)에서는, 전류검출회로(183)에 있어서 저항(181)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S28)에서는, 검출된 전류가 소정치, 예를 들면 도 30에 나타내는 전류(I4) 이하인지 아닌지가 판단된다. 검출된 전류가 전류(I4) 이하라고 판단되면, 스텝(S29)으로 제어가 이동되고, 전류(I4) 미만이라고 판단되면, 스텝(S27)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S29)에서는, 트랜지스터(186)의 임피던스가 저임피던스로 되도록 제어회로(185)로부터 제어신호가 공급된다. 그리고, 스텝(S21)으로 제어가 복귀한다.
본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제 1예를 도 32에 나타낸다. 이 제 3실시형태는, 3차측 코일(L3), 즉 귀환코일(L3)로부터 전압·전류를 검출하고, 검출된 전압·전류의 값에 따라서 스위칭소자(7)에 부귀환을 거는 것이다.
검출회로(191)는, 콘덴서(103)의 양단에서 전압·전류를 검출한다. 검출된 전압·전류에 따라서 신호가 제어신호(93)에 공급된다. 귀환코일(L3)의 전압·전류의 특성을 도 33의 특성(A8)에 나타낸다.
본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제 2예를 도 34에 나타낸다. 이 도 34는, 스위칭소자(7)로부터 귀환코일(3)을 거쳐서, 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것 이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터와, 단자(6)와의 사이에, 저항(201 및 148)이 직렬로 설치된다. 저항(201)과 병렬이 되도록, 저항(202) 및 콘덴서(203)와, NPN형의 트랜지스터(204) 및 저항(205)과, NPN형의 트랜지스터(206)가 설치된다. 검출회로(207)는, 콘덴서(203)의 양단에서 전압·전류를 검출한다. 트랜지스터(204)의 이미터·컬렉터 사이에, 저항(201 및 205)이 설치되며, 그 베이스에는, 제어회로(208)가 접속된다. 트랜지스터(206)의 이미터는, 저항(205)을 거쳐서 트랜지스터(204)의 이미터와 접속되며, 그 컬렉터는, 트랜지스터(204)의 컬렉터와 접속되며, 그 베이스는, 제어회로(208)와 접속된다.
이 제 3실시형태의 제어의 일 예를 도 35의 플로차트를 참조하여 설명한다. 스텝(S31)에서는, 이 스위칭 전원회로의 동작이, 즉 스위칭소자(7)의 동작이 시작하며, 전류검출회로(207)에 있어서 저항(201)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S32)에서는, 검출된 전류가 소정치, 예를 들면 도 36에 나타내는 전류(I5) 이상인지 아닌지가 판단된다. 검출된 전류가 전류(I5) 이상이라고 판단되면, 스텝(S33)으로 제어가 이동하고, 전류(I5) 미만이라고 판단되면, 스텝(S31)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S33)에서는, 트랜지스터(204)가 온으로 된다.
스텝(S34)에서는, 전류검출회로(207)에 있어서, 병렬로 설치된 저항(201 및 205)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S35)에서는, 검출된 전류가 소정치, 예를 들면 도 36에 나타내는 전류(I6) 이상인지 아닌지가 판단된다. 검출된 전류가 전류(I6) 이상이라고 판단되면, 스텝(S36)으로 제어가 옮기고, 전류(I6) 미만이라고 판단되면, 스텝(S34)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S36)에서는, 트랜지스터(206)가 온으로 된다.
스텝(S37)에서는, 전류검출회로(151)에 있어서, 저항(148)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S38)에서는, 검출된 전류는, 트랜지스터(206)를 오프의 상태로 하는 소정의 전류인지 아닌지가 판단된다. 검출된 전류가 트랜지스터(206)를 오프의 상태로 하는 소정의 전류라고 판단되면, 스텝(S39)으로 제어가 옮기고, 트랜지스터(206)를 오프의 상태로 하지 않는, 즉 온의 상태를 유지하는 전류라고 판단되면, 스텝(S37)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S39)에서는, 트랜지스터(206)가 오프로 된다.
스텝(S40)에서는, 전류검출회로(207)에 있어서, 병렬로 설치된 저항(201 및 205)에 흐르는 전류가 검출된다. 스텝(S41)에서는, 검출된 전류는, 트랜지스터(204)를 오프의 상태로 하는 소정의 전류가 아닌지가 판단된다. 검출된 전류가 트랜지스터(204)를 오프의 상태로 하는 소정의 전류라고 판단되면, 스텝(S42)으로 제어가 이동하고, 트랜지스터(204)를 오프의 상태로 하지 않는, 즉 온의 상태를 유지하는 전류라고 판단되면, 스텝(S40)으로 제어가 복귀한다. 스텝(S42)에서는, 트랜지스터(204)가 오프로 된다. 그리고, 제어는 스텝(S31)으로 복귀한다.
이 특성의 일 예로서, 특성도를 도 36에 나타낸다. 트랜지스터(204 및 206)가 오프로 되는 경우,
저항(201)×전류
로 되며, 그 궤적은 특성(A11)에서 나타내게 된다. 그리고, 트랜지스터(204)가 온으로 되며, 트랜지스터(206)가 오프로 되는 경우,
((저항(201)·저항(205))/(저항(201)+저항(205)))×전류
로 되며, 그 궤적은 특성(A12)에서 나타내게 된다. 또한, 트랜지스터(204 및 206)가 온으로 되는 경우,
저항(148)×전류
로 되며, 그 궤적은 특성(A13)에서 나타내게 된다.
이들 저항(201 및 205)의 합성저항에서 형성되는 부귀환저항의 값에 의하여, 이 스위칭 전원회로로부터 출력되는 전력(부하전력)과 검출되는 전압과의 관계를 도 37에 나타낸다. 그리고, 부귀환저항을 R201로 한다. 부귀환저항(R201=0)일 때, 특성(A14)으로 된다. 부귀환저항(R201)이 작을 때, 예를 들면 200Ω정도로 될 때, 즉 부귀환율이 작을 때, 특성(A15)으로 된다. 부귀환저항(R201)이 클 때, 예를 들면 500Ω정도로 될 때, 즉 부귀환율이 클때, 특성(A16)으로 된다.
본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제 3예를 도 38에 나타낸다. 이 도 38은, 베이스귀환의 부귀환회로의 일 예이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스와, 부귀환코일(L4)의 한편과의 사이에, 콘덴서(42), 스위치회로(212) 및 저항(213)이 직렬로 설치된다. 부귀환코일(L4)의 타편은, 단자(6)와 접속된다. 이 부귀환코일(L4)에 의하여 귀환코일(L3)과 180도 반전한 신호를 취출할 수있다. 취출한 신호는, 스위치회로(212)가 온으로 되면, 저항(213) 및 콘덴서(42)를 거쳐서 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스에 걸린다. 이른바, 베이스귀환에 의하여 부귀환회로가 구성되며, 이 저항(213)의 임피던스의 값을 제어함으로써, 스위칭 전원회로의 발진을 억제할 수 있다.
다이오드(211)의 캐소드 및 콘덴서(103)의 접속점에서 단자(211)가 도출된다. 이 단자(211)는, 귀환코일(L3)에서 전압·전류를 검출하고, 검출된 전압·전류의 값에 따라서 스위칭소자(7)에 부귀환을 거는 것이다.
본 발명이 적용된 제 3실시형태의 제 4예를 도 39에 나타낸다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터와 단자(6)와의 사이에, 저항(221)이 설치된다. 다이오드(222)의 애노드는, 부귀환코일(L3)의 한편과 접속되며, 그 캐소드와 단자 (6)와의 사이에, 콘덴서(223) 및 저항(224)이 병렬로 설치된다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 베이스로부터 단자(225)가 도출된다.
본 발명이 적용된 제 4실시형태의 제 1예를 도 40에 나타낸다. 이 제 4실시형태는, 3차측 코일(L3), 즉 귀환코일(L3)에 발생하는 펄스폭을 검출하고, 검출된 펄스폭에 따라서 스위칭소자(7)에 부귀환을 거는 것이다.
이 도 40은, 스위칭소자(7)로부터 귀환코일(L3)을 거쳐서, 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것이다. 다이오드(231)의 애노드는, 저항(23) 및 귀환코일(L3)의 접속점과 접속되며, 그 캐소드는, 저항(232)을 거쳐서 단자(6)와 접속된다. 다이오드(231)의 캐소드와, 제너다이오드(234)의 캐소드와의 사이에, 저항(233)이 설치되며, 제너다이오드(234)의 애노드는 단자(6)와 접속된다. 제너다이오드(234)의 캐소드와 NPN형의 트랜지스터(237)의 컬렉터와의 사이에 저항(235)이 설치된다. 트랜지스터(237)의 이미터는, 단자(6)와 접속되며, 그 베이스는, 저항(236)을 거쳐 서 귀환코일(L3)의 한편과 접속된다. 트랜지스터(237)의 컬렉터와 단자(6)와의 사이에, 저항(238) 및 콘덴서(239)가 설치된다. 저항(238) 및 콘덴서(239)의 접속점은, 제어회로(93)와 접속된다.
이 제 4실시형태에서는, 안정화 시키기 위해 이용되고 있는 제너다이오드(234)에 의해, 도 41a에 나타내는 바와 같이 펄스형의 전압이 발생한다. 이 때, 일 예로써, 도 41b에 나타내는 펄스폭(듀티비)이 검출된다. 도 41b에 나타내는 펄스폭은, 도 42중의 특성(A18)에 나타내는 바와 같은 역위상으로 된다. 도 41c의 펄스폭을 검출하도록 해도 좋다. 이 도 41c의 펄스폭은, 도 41b에 나타내는 펄스폭을 역으로 한 것이다. 이 제 41c에 나타내는 펄스폭은, 도 42 중의 특성(A17)에 나타내는 바와 같은 동위상으로 된다.
이 일 예에서는, 제너다이오드(234)에서 얻어지는 도 4a 및 도 41b에 나타내는 펄스형의 전압을 이용하고 있지만, 제너다이오드(234)에 한하지 않고, 귀환트랜스(l3)에서 얻어지는 도 41a 및 도 41b에 나타내는 펄스형의 전압을 이용하도록 해도 좋다. 즉, 그 펄스형의 전압을 얻는 부분이 문제로 될리는 없고, 도 41a 및 도 41b에 나타내는 펄스형의 전압을 얻을 수 있으면 좋다.
본 발명이 적용된 제 4실시형태의 제 2예를 도 43에 나타낸다. 이 도 43은, 스위칭소자(7)로부터 귀환코일(L3)을 거쳐서, 단자(6)까지의 부분을 나타낸 것이다. 스위칭소자(7)의 트랜지스터의 이미터와, 단자(6)와의 사이에, 저항(254)이 설치된다. 저항(23)과 귀환코일(L3)과의 접속점과, 단자(6)와의 사이에, 저항(241 및 242)이 직렬로 설치된다. 저항(241 및 242)의 접속점에는, NPN형의 트랜지스터(243)의 베이스가 접속된다. 트랜지스터(243)의 이미터는, 단자(6)와 접속되며, 그 컬렉터는, 저항(244 및 245)을 거쳐서 제너다이오드(246)의 캐소드와 접속된다. 제너다이오드(246)의 애노드는, 저항(23)과 귀환코일(L3)과의 접속점과 접속된다. 제너다이오드(246)의 캐소드와 단자(6)와의 사이에, 콘덴서(247)가 설치된다. 제너다이오드(249)의 캐소드는, 저항(244 및 245)의 접속점과 접속되며, 그 애노드는, 단자(6)와 접속된다. 제너다이오드(249)와 병렬로 되도록 콘덴서(248)가 설치된다.
트랜지스터(243)의 컬렉터와, 단자(6)와의 사이에, 저항(250 및 252)이 직렬로 설치된다. 저항(250 및 252)의 접속점과, 단자(6)와의 사이에 콘덴서(251)가 설치된다. 또, 저항(250 및 252)의 접속점에서 단자(253)가 도출된다.
여기서, 상술한 각각의 실시형태의 특징을 설명한다.
제 1실시형태는, 2차측에 접속된 부하, 즉 그 부하에 흐르는 전류가 증가하는 방향의 검출 및 부하, 즉 그 부하에 흐르는 전류가 감소하는 방향의 검출을 행하도록 할 수 있다.
제 2실시형태는, 부귀환저항에서 전류가 증가하는 방향의 검출을 행하고, 작은 저항, 예를 들면 저항(148)에서 전류가 감소하는 방향의 검출을 행할 수 있다.
제 3실시형태는, 부귀환저항이 클 때 전류가 증가하는 방향의 검출에 적합하고 있다.
이 제 4실시형태는, 부하(전류)가 증가하는 방향의 검출 및 부하가 감소하는 방향, 즉 전류가 감소하는 방향의 검출을 행할 수 있다.
이들의 실시형태를 조합시킴으로써, 보다 고정밀도한 제어를 하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면 제 1 및 제 2실시형태의 조합, 제 1 및 제 3실시형태의 조합, 제 1 및 제 4실시형태의 조합, 제 2 및 제 3실시형태의 조합, 제 2 및 제 4실시형태의 조합 및 제 3 및 제 4실시형태의 조합을 행함으로써, 고정밀도인 제어를 행할 수 있다. 또, 3개의 실시형태를 조합하는 것도 가능하며, 4개 전체의 실시형태를 조합하는 것도 가능하다.
이 실시형태에서는, 스위칭소자의 일 예로서, 트랜지스터를 사용하고 있지만, 이것에 한하지 않고 전계효과 트랜지스터를 사용해도 같은 효과를 실현할 수 있다. 또, 동일한 스위칭이 가능한 것이라면 어떠한 것을 사용해도 같은 효과를 얻을 수 있다.
이 실시형태에서는, 자려형의 스위칭전원에 대하여 부귀환회로를 설치하도록 하고 있지만, 타려형의 스위칭전원에 대하여 부귀환회로를 설치하도록 해도 좋다.
본 발명에 의하면, 자려형의 스위칭 전원회로의 1차측에 부귀환회로를 설치하고, 접속되고 있는 부하가 소정치보다 작게 되었을 때에만 당해 부하회로를 동작시키도록, 부귀환저항을 가변할 수 있으므로, 안정한 출력을 공급할 수 있다. 또, 불균일의 큰 부품(스위칭소자, 트랜스, 콘덴서 등)을 사용해도, 부귀환저항을 가변할 수 있으므로, 안정한 출력을 공급할 수 있다. 따라서, 코스트를 내릴 수 있다.
본 발명에 의하면, 자려형의 스위칭 전원회로의 1차측에 부귀환회로를 설치 하고, 접속되고 있는 부하가 소정치보다 작게 되었을 때에만 당해 부하회로를 동작시키도록, 부귀환저항을 가변으로 함으로써, 최대부하로 고효율 동작이 되도록 설계하여도, 부하의 용량이 변동하여도 안정하게 전압·전류를 출력할 수 있다. 또한, 종래 발생하고 있던 발진을 억제할 수 있다.

Claims (11)

  1. 접속한 부하에 대해 전압·전류를 공급하는 자려형(自勵型)의 스위칭 전원장치에 있어서,
    제 1, 제 2 직류전원단자와,
    적어도 1차측 코일, 2차측 코일 및 귀환코일로 이루어지는 트랜스와,
    전압 및 전류를 검출하는 검출수단과,
    상기 전압 및 전류를 제어하는 스위칭 소자와,
    상기 스위칭 소자에 대하여 부귀환을 부여하는 가변 임피던스 소자와,
    상기 제 1 및 제 2 직류전원단자 사이에 상기 트랜스의 1차측 코일, 상기 스위칭 소자 및 상기 가변 임피던스 소자를 직렬로 접속하는 수단과,
    상기 가변 임피던스 소자의 임피던스를 제어하는 제어수단으로 이루어지며,
    상기 제어수단은, 상기 검출수단에 있어서, 부하의 값이 소정치 이하라고 판단할 수 있는 전압 및 전류로 될 때에, 상기 가변 임피던스 소자의 임피던스를 크게 하여 발진을 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 검출수단은, 2차측에 설치되며,
    상기 2차측에 접속된 부하에 대한 전압 및 전류를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    2차측에 설치된 상기 검출수단으로부터 상기 가변 임피던스 소자의 임피던스를 제어하기 위한 신호와, 안정화시키기 위한 신호를 1차측으로 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 검출수단은, 1차측에 설치되며,
    상기 가변 임피던스 소자에 대한 전압 및 전류를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 검출수단은, 1차측에 설치되며,
    상기 귀환코일에 대한 전압 및 전류를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 검출수단은, 1차측에 설치되며,
    상기 스위칭소자의 듀티비에 따라서 발생하는 전압 및 전류를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    또한, 안정하게 동작시키는 안정화수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
  10. 제 1, 제 2 직류전원단자와,
    적어도 1차측 코일, 2차측 코일 및 귀환코일로 이루어지는 트랜스와,
    전압 및 전류를 검출하는 검출수단과,
    상기 전압 및 전류를 제어하는 스위칭 소자와,
    상기 스위칭 소자에 대하여 부귀환을 주는 가변 임피던스 소자와,
    상기 제 1 및 제 2 직류전원단자 사이에 상기 트랜스의 1차측 코일, 상기 스위칭 소자 및 상기 가변 임피던스 소자를 직렬로 접속하는 수단으로 이루어지는 자려형의 스위칭 전원장치의 전원 제어방법에 있어서,
    상기 검출수단으로 전압 및 전류를 검출하는 스텝과,
    상기 검출된 전압 및 전류로부터, 스위칭 전원장치에 접속된 부하의 값이 소정치 이하인지 아닌지를 판단하는 스텝과,
    상기 부하의 값이 소정치 이하라고 판단할 수 있는 전압 및 전류로 될 때에, 상기 가변 임피던스 소자의 임피던스를 크게 하여 발진을 억제하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원 제어방법.
  11. 삭제
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