JP3141675B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源装置
に関し、さらに詳しくは、損失を低減することが出来る
スイッチング電源装置に関する。特に、ＤＣ−ＤＣコン
バータに有用である。
に関し、さらに詳しくは、損失を低減することが出来る
スイッチング電源装置に関する。特に、ＤＣ−ＤＣコン
バータに有用である。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来のフォワード型のスイッチ
ング電源装置の一例を示す回路図である。このスイッチ
ング電源装置５０１において、電源スイッチＳが閉じら
れて直流電源１が投入されると、起動回路８が動作す
る。すなわち、抵抗３を通じてツェナーダイオード４に
電流が流れるので、ツェナー電圧がトランジスタ６のベ
ースに加わる。すると、トランジスタ６がターンオンす
るので、起動抵抗５とダイオード７に電流が流れ、ＰＷ
Ｍ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに動作電圧が供給され
る。これにより、ＰＷＭ制御部２０は動作を開始し、オ
ン・オフ制御信号Ｖｂをスイッチング素子１４に送り、
スイッチング素子１４をオン・オフする。スイッチング
素子１４がオン・オフすると、変圧器９の１次巻線１０
に断続的に直流電流が流れ、２次巻線１１および補助巻
線１２に電圧が発生する。
ング電源装置の一例を示す回路図である。このスイッチ
ング電源装置５０１において、電源スイッチＳが閉じら
れて直流電源１が投入されると、起動回路８が動作す
る。すなわち、抵抗３を通じてツェナーダイオード４に
電流が流れるので、ツェナー電圧がトランジスタ６のベ
ースに加わる。すると、トランジスタ６がターンオンす
るので、起動抵抗５とダイオード７に電流が流れ、ＰＷ
Ｍ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに動作電圧が供給され
る。これにより、ＰＷＭ制御部２０は動作を開始し、オ
ン・オフ制御信号Ｖｂをスイッチング素子１４に送り、
スイッチング素子１４をオン・オフする。スイッチング
素子１４がオン・オフすると、変圧器９の１次巻線１０
に断続的に直流電流が流れ、２次巻線１１および補助巻
線１２に電圧が発生する。
【０００３】前記２次巻線１１に現れた電圧は、整流ダ
イオード２１と，還流ダイオード２２と，チョークコイ
ル２３と，平滑コンデンサ２４とを通じて整流・平滑さ
れ、出力電圧Ｖｏが負荷（図示せず）に出力される。
イオード２１と，還流ダイオード２２と，チョークコイ
ル２３と，平滑コンデンサ２４とを通じて整流・平滑さ
れ、出力電圧Ｖｏが負荷（図示せず）に出力される。
【０００４】一方、前記補助巻線１２に誘起された電圧
は、補助整流回路１２０により整流・平滑される。すな
わち、整流ダイオード１６と，還流ダイオード１７と，
チョークコイル１８と平滑コンデンサ１９により整流さ
れ、ＰＷＭ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに供給される。
この電圧は、起動回路８から供給される電圧よりも安定
であり、ＰＷＭ制御部２０を安定に動作させる。
は、補助整流回路１２０により整流・平滑される。すな
わち、整流ダイオード１６と，還流ダイオード１７と，
チョークコイル１８と平滑コンデンサ１９により整流さ
れ、ＰＷＭ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに供給される。
この電圧は、起動回路８から供給される電圧よりも安定
であり、ＰＷＭ制御部２０を安定に動作させる。
【０００５】出力電圧Ｖｏは、出力誤差検出部２５およ
びフォトカプラ２６を介してＰＷＭ制御部２０にフィー
ドバックされ、ＰＷＭ制御部２０は、オン・オフ信号Ｖ
ｂのデューティ比を制御し、出力電圧Ｖｏを安定化す
る。
びフォトカプラ２６を介してＰＷＭ制御部２０にフィー
ドバックされ、ＰＷＭ制御部２０は、オン・オフ信号Ｖ
ｂのデューティ比を制御し、出力電圧Ｖｏを安定化す
る。
【０００６】補助整流回路１２０から出力される電圧
は、起動回路８から出力される電圧よりも高いので、ダ
イオード７は逆バイアスされ、起動回路８は動作を停止
する。このとき、起動回路８での消費電力は最小とな
り、抵抗３とツェナーダイオード４の損失だけですむ。
オン・オフ信号Ｖｂのデューティ比が小さくなるなどし
て、補助巻線１２に十分な電圧が発生しなくなると、補
助整流回路１２０から出力される電圧が低下する。する
と、ダイオード７が順バイアス状態になり、再び起動回
路８が動作し、起動回路８からＰＷＭ制御部２０に電圧
が供給される。
は、起動回路８から出力される電圧よりも高いので、ダ
イオード７は逆バイアスされ、起動回路８は動作を停止
する。このとき、起動回路８での消費電力は最小とな
り、抵抗３とツェナーダイオード４の損失だけですむ。
オン・オフ信号Ｖｂのデューティ比が小さくなるなどし
て、補助巻線１２に十分な電圧が発生しなくなると、補
助整流回路１２０から出力される電圧が低下する。する
と、ダイオード７が順バイアス状態になり、再び起動回
路８が動作し、起動回路８からＰＷＭ制御部２０に電圧
が供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、直流電源１
の電圧はＰＷＭ制御部２０の動作電圧より大幅に高いの
で、起動回路８が動作したときには、起動抵抗５が分担
する電圧が大きくなり、起動抵抗５における損失が大き
くなる。例えば、起動回路８として、「トランジスタ技
術ＳＰＥＣＩＡＬ Ｎｏ．２８ ＣＱ出版社」の１５８
ページに掲載されている起動回路を用いたときには、定
格入力時において起動抵抗５での損失は５．１Ｗにもな
る。そこで、本発明の目的は、上記起動抵抗による損失
を低減できるようにしたスイッチング電源装置を提供す
ることにある。
の電圧はＰＷＭ制御部２０の動作電圧より大幅に高いの
で、起動回路８が動作したときには、起動抵抗５が分担
する電圧が大きくなり、起動抵抗５における損失が大き
くなる。例えば、起動回路８として、「トランジスタ技
術ＳＰＥＣＩＡＬ Ｎｏ．２８ ＣＱ出版社」の１５８
ページに掲載されている起動回路を用いたときには、定
格入力時において起動抵抗５での損失は５．１Ｗにもな
る。そこで、本発明の目的は、上記起動抵抗による損失
を低減できるようにしたスイッチング電源装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源装置は、直流電源の両端に変圧器の１次巻線およびス
イッチング素子からなる直列回路を接続し、前記直列回
路に起動回路およびスイッチング制御回路を有する直列
回路を並列に接続し、起動時には前記起動回路から前記
スイッチング制御回路に動作電圧を供給し、定常時には
前記変圧器の補助巻線から整流・平滑機能を有する補助
整流回路を介して前記スイッチング制御回路に動作電圧
を供給し、そのスイッチング制御回路により前記スイッ
チング素子をオン・オフして前記変圧器の１次巻線に断
続的に直流を供給し、前記変圧器の２次巻線から出力を
取り出すスイッチング電源装置において、定常時に前記
変圧器の補助巻線に誘起される電圧により充電される充
電用コンデンサを設け、前記補助整流回路からの出力電
圧が前記充電用コンデンサの両端電圧よりも低下したと
きには前記充電用コンデンサの両端電圧を前記スイッチ
ング制御回路の動作電圧として供給し、前記充電用コン
デンサからの出力電圧が前記起動回路の供給電圧よりも
低下したときには前記起動回路から前記スイッチング制
御回路に動作電圧を供給することを構成上の特徴とする
ものである。
源装置は、直流電源の両端に変圧器の１次巻線およびス
イッチング素子からなる直列回路を接続し、前記直列回
路に起動回路およびスイッチング制御回路を有する直列
回路を並列に接続し、起動時には前記起動回路から前記
スイッチング制御回路に動作電圧を供給し、定常時には
前記変圧器の補助巻線から整流・平滑機能を有する補助
整流回路を介して前記スイッチング制御回路に動作電圧
を供給し、そのスイッチング制御回路により前記スイッ
チング素子をオン・オフして前記変圧器の１次巻線に断
続的に直流を供給し、前記変圧器の２次巻線から出力を
取り出すスイッチング電源装置において、定常時に前記
変圧器の補助巻線に誘起される電圧により充電される充
電用コンデンサを設け、前記補助整流回路からの出力電
圧が前記充電用コンデンサの両端電圧よりも低下したと
きには前記充電用コンデンサの両端電圧を前記スイッチ
ング制御回路の動作電圧として供給し、前記充電用コン
デンサからの出力電圧が前記起動回路の供給電圧よりも
低下したときには前記起動回路から前記スイッチング制
御回路に動作電圧を供給することを構成上の特徴とする
ものである。
【０００９】
【作用】本発明のスイッチング電源装置では、変圧器の
補助巻線に現れた電圧により充電用コンデンサを充電
し、補助巻線側の補助整流回路からの出力電圧が充電用
コンデンサの両端電圧よりも低下したときには、充電用
コンデンサからスイッチング制御回路に動作電圧を供給
する。このため、スイッチング制御回路は、補助整流回
路からの出力電圧が少しぐらい低下しても、充電用コン
デンサから供給される動作電圧により動作し続けられる
ようになり、起動回路を再動作させる必要がなくなり、
起動回路で大きな損失を発生させずにすむ。なお、充電
用コンデンサからの出力電圧が起動回路の供給電圧より
も低下したときには、再び起動回路が接続され、起動回
路からスイッチング制御回路に動作電圧が供給される。
補助巻線に現れた電圧により充電用コンデンサを充電
し、補助巻線側の補助整流回路からの出力電圧が充電用
コンデンサの両端電圧よりも低下したときには、充電用
コンデンサからスイッチング制御回路に動作電圧を供給
する。このため、スイッチング制御回路は、補助整流回
路からの出力電圧が少しぐらい低下しても、充電用コン
デンサから供給される動作電圧により動作し続けられる
ようになり、起動回路を再動作させる必要がなくなり、
起動回路で大きな損失を発生させずにすむ。なお、充電
用コンデンサからの出力電圧が起動回路の供給電圧より
も低下したときには、再び起動回路が接続され、起動回
路からスイッチング制御回路に動作電圧が供給される。
【００１０】
【実施例】以下、図に示す実施例により本発明をさらに
詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定される
ものではない。
詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定される
ものではない。
【００１１】−第１実施例− 図１は、本発明の第１実施例のスイッチング電源装置１
０１を示すブロック図である。このスイッチング電源装
置１０１において、直流電源１と、電源スイッチＳと、
変圧器９の１次巻線と、スイッチング素子１４とは直列
に接続されている。
０１を示すブロック図である。このスイッチング電源装
置１０１において、直流電源１と、電源スイッチＳと、
変圧器９の１次巻線と、スイッチング素子１４とは直列
に接続されている。
【００１２】また、前記電源スイッチＳと前記変圧器９
の１次巻線の接続点は、起動回路８および開閉器Ｋ１を
介して、ＰＷＭ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに接続され
ている。前記変圧器９の２次巻線には、整流・平滑回路
Ｈ１が接続され、その整流・平滑回路Ｈ１から電圧Ｖｏ
が負荷（図示せず）に出力されている。
の１次巻線の接続点は、起動回路８および開閉器Ｋ１を
介して、ＰＷＭ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに接続され
ている。前記変圧器９の２次巻線には、整流・平滑回路
Ｈ１が接続され、その整流・平滑回路Ｈ１から電圧Ｖｏ
が負荷（図示せず）に出力されている。
【００１３】前記出力電圧Ｖｏは、出力誤差検出部２５
およびフォトカプラ２６を介して、前記ＰＷＭ制御部２
０にフィードバックされている。
およびフォトカプラ２６を介して、前記ＰＷＭ制御部２
０にフィードバックされている。
【００１４】前記変圧器９の補助巻線は、補助整流回路
１２０および開閉器Ｋ２を介して、前記ＰＷＭ制御部２
０の電源端子Ｖｃｃに接続されている。また、前記変圧
器９の補助巻線は、充電用ダイオードＤ１を介して、充
電用コンデンサＣ１に接続されている。さらに、前記充
電用ダイオードＤ１と前記充電用コンデンサＣ１の接続
点は、開閉器Ｋ３を介して、前記ＰＷＭ制御部２０の電
源端子Ｖｃｃに接続されている。
１２０および開閉器Ｋ２を介して、前記ＰＷＭ制御部２
０の電源端子Ｖｃｃに接続されている。また、前記変圧
器９の補助巻線は、充電用ダイオードＤ１を介して、充
電用コンデンサＣ１に接続されている。さらに、前記充
電用ダイオードＤ１と前記充電用コンデンサＣ１の接続
点は、開閉器Ｋ３を介して、前記ＰＷＭ制御部２０の電
源端子Ｖｃｃに接続されている。
【００１５】前記補助整流回路１２０からの出力電圧お
よび前記充電用コンデンサＣ１からの出力電圧は、電圧
検出器３０１に入力される。その電圧検出器３０１の出
力は、前記開閉器Ｋ１〜Ｋ３の開閉を制御する開閉器制
御回路３０２に接続されている。
よび前記充電用コンデンサＣ１からの出力電圧は、電圧
検出器３０１に入力される。その電圧検出器３０１の出
力は、前記開閉器Ｋ１〜Ｋ３の開閉を制御する開閉器制
御回路３０２に接続されている。
【００１６】次に、このスイッチング電源装置１０１の
動作について説明する。初期状態では、開閉器Ｋ１は閉
じられ、開閉器Ｋ２およびＫ３は開かれている。電源ス
イッチＳが閉じられた時の実質的な回路構成を、図２に
示す。このとき、起動回路８が動作し、ＰＷＭ制御部２
０の電源端子Ｖｃｃに動作電圧が供給される。これによ
り、ＰＷＭ制御部２０は動作を開始し、オン・オフ制御
信号Ｖｂをスイッチング素子１４に送り、スイッチング
素子１４をオン・オフする。スイッチング素子１４がオ
ン・オフすると、変圧器９の１次巻線に断続的に直流電
流が流れ、補助巻線および２次巻線に電圧が発生する。
２次巻線に発生した電圧は、整流・平滑回路Ｈ１で整流
・平滑され、出力電圧Ｖｏが負荷に出力される。
動作について説明する。初期状態では、開閉器Ｋ１は閉
じられ、開閉器Ｋ２およびＫ３は開かれている。電源ス
イッチＳが閉じられた時の実質的な回路構成を、図２に
示す。このとき、起動回路８が動作し、ＰＷＭ制御部２
０の電源端子Ｖｃｃに動作電圧が供給される。これによ
り、ＰＷＭ制御部２０は動作を開始し、オン・オフ制御
信号Ｖｂをスイッチング素子１４に送り、スイッチング
素子１４をオン・オフする。スイッチング素子１４がオ
ン・オフすると、変圧器９の１次巻線に断続的に直流電
流が流れ、補助巻線および２次巻線に電圧が発生する。
２次巻線に発生した電圧は、整流・平滑回路Ｈ１で整流
・平滑され、出力電圧Ｖｏが負荷に出力される。
【００１７】ＰＷＭ制御部２０が起動されると、開閉器
制御回路３０２は、開閉器Ｋ１を開き、開閉器Ｋ２を閉
じる。この時の実質的な回路構成を、図３に示す。補助
巻線に誘起された電圧は、補助整流回路１２０により整
流され平滑され、開閉器Ｋ２を介して、ＰＷＭ制御部２
０の電源端子Ｖｃｃに供給される。この電圧は、起動回
路８から供給される電圧よりも安定であり、ＰＷＭ制御
部２０を安定に動作させる。また、前記補助巻線に誘起
された電圧は、充電用ダイオードＤ１を通じて充電用コ
ンデンサＣ１に与えられ、充電用コンデンサＣ１を充電
する。
制御回路３０２は、開閉器Ｋ１を開き、開閉器Ｋ２を閉
じる。この時の実質的な回路構成を、図３に示す。補助
巻線に誘起された電圧は、補助整流回路１２０により整
流され平滑され、開閉器Ｋ２を介して、ＰＷＭ制御部２
０の電源端子Ｖｃｃに供給される。この電圧は、起動回
路８から供給される電圧よりも安定であり、ＰＷＭ制御
部２０を安定に動作させる。また、前記補助巻線に誘起
された電圧は、充電用ダイオードＤ１を通じて充電用コ
ンデンサＣ１に与えられ、充電用コンデンサＣ１を充電
する。
【００１８】オン・オフ制御信号Ｖｂのデューティ比が
小さくなるなどして、補助整流回路１２０からの出力電
圧が低下したことが電圧検出器３０１により検出される
と、開閉器制御回路３０２は、開閉器Ｋ２を開いて、開
閉器Ｋ３を閉じる。この時の実質的な回路構成を、図４
に示す。このとき、充電用コンデンサＣ１からの出力電
圧が、開閉器Ｋ３を介して、ＰＷＭ制御部２０の電源端
子Ｖｃｃに供給される。
小さくなるなどして、補助整流回路１２０からの出力電
圧が低下したことが電圧検出器３０１により検出される
と、開閉器制御回路３０２は、開閉器Ｋ２を開いて、開
閉器Ｋ３を閉じる。この時の実質的な回路構成を、図４
に示す。このとき、充電用コンデンサＣ１からの出力電
圧が、開閉器Ｋ３を介して、ＰＷＭ制御部２０の電源端
子Ｖｃｃに供給される。
【００１９】さらに、充電用コンデンサＣ１からの出力
電圧が所定値よりも低下したことが電圧検出器３０１に
より検出されると、開閉器制御回路３０２は、開閉器Ｋ
３を開き、開閉器Ｋ１を閉じる。この時の実質的な回路
構成を、図５に示す。このとき、直流電源１により起動
回路８が再動作し、起動回路８からＰＷＭ制御部２０に
動作電圧が供給される。
電圧が所定値よりも低下したことが電圧検出器３０１に
より検出されると、開閉器制御回路３０２は、開閉器Ｋ
３を開き、開閉器Ｋ１を閉じる。この時の実質的な回路
構成を、図５に示す。このとき、直流電源１により起動
回路８が再動作し、起動回路８からＰＷＭ制御部２０に
動作電圧が供給される。
【００２０】以上のスイッチング電源装置１０１では、
ＰＷＭ制御部２０は、補助整流回路１２０からの出力電
圧が少しぐらい低下しても、充電用コンデンサＣ１から
供給される動作電圧により動作し続けられるようにな
り、起動回路８を再動作させる必要がなくなり、起動回
路８で大きな損失を発生させずにすむ。
ＰＷＭ制御部２０は、補助整流回路１２０からの出力電
圧が少しぐらい低下しても、充電用コンデンサＣ１から
供給される動作電圧により動作し続けられるようにな
り、起動回路８を再動作させる必要がなくなり、起動回
路８で大きな損失を発生させずにすむ。
【００２１】−第２実施例− 図６は、本発明の第２実施例のスイッチング電源装置の
回路図である。このスイッチング電源装置２０１は、次
の３点が、図８に示した従来のスイッチング電源装置５
０１とは異なる。 電源スイッチＳと起動回路８との間に開閉器３４を設
けた点。 補助巻線１２の一端に充電用ダイオード２７のアノー
ドを接続し、その充電用ダイオード２７のカソードとグ
ランドとの間に充電用コンデンサ２８を接続し、その充
電用コンデンサ２８の一端に逆流防止用ダイオード２９
のアノードを接続し、その逆流防止用ダイオード２９の
カソードを起動抵抗５の一端に接続した点。 前記充電用コンデンサ２８に電圧検出器３２を接続
し、その電圧検出器３２に開閉器制御回路３５を接続
し、その開閉器制御回路３５により前記開閉器Ｋ１の開
閉を制御する点。
回路図である。このスイッチング電源装置２０１は、次
の３点が、図８に示した従来のスイッチング電源装置５
０１とは異なる。 電源スイッチＳと起動回路８との間に開閉器３４を設
けた点。 補助巻線１２の一端に充電用ダイオード２７のアノー
ドを接続し、その充電用ダイオード２７のカソードとグ
ランドとの間に充電用コンデンサ２８を接続し、その充
電用コンデンサ２８の一端に逆流防止用ダイオード２９
のアノードを接続し、その逆流防止用ダイオード２９の
カソードを起動抵抗５の一端に接続した点。 前記充電用コンデンサ２８に電圧検出器３２を接続
し、その電圧検出器３２に開閉器制御回路３５を接続
し、その開閉器制御回路３５により前記開閉器Ｋ１の開
閉を制御する点。
【００２２】次に、このスイッチング電源装置２０１の
動作について説明する。初期状態では、開閉器３４は閉
じられている。電源スイッチＳが閉じられると、起動回
路８が動作する。すなわち、抵抗３を通じてツェナーダ
イオード４に電流が流れ、ツェナー電圧Ｖｚがトランジ
スタ６のベースに加わる。すると、トランジスタ６がタ
ーンオンするので、起動抵抗５とダイオード７に電流が
流れ、ＰＷＭ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに動作電圧が
供給される。
動作について説明する。初期状態では、開閉器３４は閉
じられている。電源スイッチＳが閉じられると、起動回
路８が動作する。すなわち、抵抗３を通じてツェナーダ
イオード４に電流が流れ、ツェナー電圧Ｖｚがトランジ
スタ６のベースに加わる。すると、トランジスタ６がタ
ーンオンするので、起動抵抗５とダイオード７に電流が
流れ、ＰＷＭ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに動作電圧が
供給される。
【００２３】ダイオード７のアノード電圧ＶＳＵＢ１
は、トランジスタ６のベース−エミッタ間電圧をＶＢＥ
とすると ＶＳＵＢ１＝Ｖｚ−ＶＢＥ で示される。 数値例を示せば、Ｖｚ＝１２Ｖ，ＶＢＥ＝０．７Ｖのと
き、ＶＳＵＢ１＝１１．３Ｖである。
は、トランジスタ６のベース−エミッタ間電圧をＶＢＥ
とすると ＶＳＵＢ１＝Ｖｚ−ＶＢＥ で示される。 数値例を示せば、Ｖｚ＝１２Ｖ，ＶＢＥ＝０．７Ｖのと
き、ＶＳＵＢ１＝１１．３Ｖである。
【００２４】これにより、ＰＷＭ制御部２０は動作を開
始し、オン・オフ制御信号Ｖｂをスイッチング素子１４
に送り、スイッチング素子１４をオン・オフする。スイ
ッチング素子１４がオン・オフすると、変圧器９の１次
巻線１０に断続的に電流が流れ、２次巻線１１および補
助巻線１２に電圧が発生する。
始し、オン・オフ制御信号Ｖｂをスイッチング素子１４
に送り、スイッチング素子１４をオン・オフする。スイ
ッチング素子１４がオン・オフすると、変圧器９の１次
巻線１０に断続的に電流が流れ、２次巻線１１および補
助巻線１２に電圧が発生する。
【００２５】前記２次巻線１１に発生した電圧は、整流
ダイオード２１と，還流ダイオード２２と，チョークコ
イル２３と，平滑コンデンサ２４を通じて整流・平滑さ
れ、出力電圧Ｖｏが負荷に出力される。
ダイオード２１と，還流ダイオード２２と，チョークコ
イル２３と，平滑コンデンサ２４を通じて整流・平滑さ
れ、出力電圧Ｖｏが負荷に出力される。
【００２６】一方、前記補助巻線１２に発生した電圧
は、補助整流回路１２０により整流され、ＰＷＭ制御部
２０の電源端子Ｖｃｃに供給される。この電圧ＶＳＵＢ
２は、起動回路から供給される電圧よりも安定であり、
ＰＷＭ制御部２０を安定に動作させる。電圧ＶＳＵＢ２
は、スイッチング素子１４がオン・オフする周期をＴ、
オン期間をＴONとし、直流電源１の電圧をＶｉｎ，１次
巻線１０の巻線数をｎ１，補助巻線１２の巻線数をｎ３
とすれば、 ＶＳＵＢ２≒（ＴON／Ｔ）×（ｎ３／ｎ１）×Ｖｉｎ で示される。 数値例を示せば、ｎ１＝２００ターン、ｎ３＝６０ター
ン、Ｖｉｎ＝１００Ｖ、Ｔ＝２５μｓ，ＴON＝１２．５
μｓのとき、ＶＳＵＢ２≒１５Ｖである。ＶＳＵＢ２
は、前記ＶＳＵＢ１より高く設定される。このため、ダ
イオード７は逆バイアスによりオフになり、また、トラ
ンジスタ６もオフになる。
は、補助整流回路１２０により整流され、ＰＷＭ制御部
２０の電源端子Ｖｃｃに供給される。この電圧ＶＳＵＢ
２は、起動回路から供給される電圧よりも安定であり、
ＰＷＭ制御部２０を安定に動作させる。電圧ＶＳＵＢ２
は、スイッチング素子１４がオン・オフする周期をＴ、
オン期間をＴONとし、直流電源１の電圧をＶｉｎ，１次
巻線１０の巻線数をｎ１，補助巻線１２の巻線数をｎ３
とすれば、 ＶＳＵＢ２≒（ＴON／Ｔ）×（ｎ３／ｎ１）×Ｖｉｎ で示される。 数値例を示せば、ｎ１＝２００ターン、ｎ３＝６０ター
ン、Ｖｉｎ＝１００Ｖ、Ｔ＝２５μｓ，ＴON＝１２．５
μｓのとき、ＶＳＵＢ２≒１５Ｖである。ＶＳＵＢ２
は、前記ＶＳＵＢ１より高く設定される。このため、ダ
イオード７は逆バイアスによりオフになり、また、トラ
ンジスタ６もオフになる。
【００２７】また、前記補助巻線１２に発生した電圧
は、充電用ダイオード２７を通じて充電用コンデンサ２
８に与えられ、充電用コンデンサ２８を充電する。充電
用コンデンサ２８の両端電圧Ｖ２８は、トランジスタ６
がオフで充電用コンデンサ２８から電流が流出しないた
め、直流電源１の電圧をＶｉｎ，１次巻線１０の巻線数
をｎ１，補助巻線１２の巻線数をｎ３とすれば、 Ｖ２８≒（ｎ３／ｎ１）×Ｖｉｎ になる。数値例を示せば、ｎ１＝２００ターン，ｎ３＝
６０ターン，Ｖｉｎ＝１００Ｖのとき、Ｖ２８≒３０Ｖ
である。
は、充電用ダイオード２７を通じて充電用コンデンサ２
８に与えられ、充電用コンデンサ２８を充電する。充電
用コンデンサ２８の両端電圧Ｖ２８は、トランジスタ６
がオフで充電用コンデンサ２８から電流が流出しないた
め、直流電源１の電圧をＶｉｎ，１次巻線１０の巻線数
をｎ１，補助巻線１２の巻線数をｎ３とすれば、 Ｖ２８≒（ｎ３／ｎ１）×Ｖｉｎ になる。数値例を示せば、ｎ１＝２００ターン，ｎ３＝
６０ターン，Ｖｉｎ＝１００Ｖのとき、Ｖ２８≒３０Ｖ
である。
【００２８】充電用コンデンサ２８の両端電圧Ｖ２８が
所定電圧に達すると、開閉器制御回路３５は、開閉器３
４を開く。
所定電圧に達すると、開閉器制御回路３５は、開閉器３
４を開く。
【００２９】ＰＷＭ制御部２０は、出力誤差検出部２５
からフォトカプラ２６を介してフィードバックされた誤
差信号に応じて、オン・オフ信号Ｖｂのデューティ比を
制御し、出力電圧Ｖｏを安定化する。
からフォトカプラ２６を介してフィードバックされた誤
差信号に応じて、オン・オフ信号Ｖｂのデューティ比を
制御し、出力電圧Ｖｏを安定化する。
【００３０】さて、負荷電流Ｉｏが少なくなると、ＴON
が小さくなる。すると、補助整流回路１２０からの出力
電圧が低下する。そして、ＶＳＵＢ２がＶＳＵＢ１より
低下すると、ダイオード７は順バイアスされ、起動回路
８が動作する。すると、トランジスタ６およびダイオー
ド７を介して、充電用コンデンサ２８の両端電圧Ｖ２８
がＰＷＭ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに供給される。
が小さくなる。すると、補助整流回路１２０からの出力
電圧が低下する。そして、ＶＳＵＢ２がＶＳＵＢ１より
低下すると、ダイオード７は順バイアスされ、起動回路
８が動作する。すると、トランジスタ６およびダイオー
ド７を介して、充電用コンデンサ２８の両端電圧Ｖ２８
がＰＷＭ制御部２０の電源端子Ｖｃｃに供給される。
【００３１】充電用コンデンサ２８の両端電圧Ｖ２８
（上述の数値例では３０Ｖ）は、直流電源１の電圧Ｖｉ
ｎ（上述の数値例では１００Ｖ）よりも小さいので、起
動抵抗５で分担される電圧も小さくなり、起動抵抗５で
の損失は従来よりも小さくなる。
（上述の数値例では３０Ｖ）は、直流電源１の電圧Ｖｉ
ｎ（上述の数値例では１００Ｖ）よりも小さいので、起
動抵抗５で分担される電圧も小さくなり、起動抵抗５で
の損失は従来よりも小さくなる。
【００３２】補助整流回路１２０からの出力電圧がさら
に低下し、充電用コンデンサ２８の両端電圧Ｖ２８が所
定値よりも低下すると、その電圧低下が電圧検出器３２
により検出され、開閉器制御回路３０２が、開閉器３４
を閉じる。すると、起動回路８が再起動し、直流電源１
から起動回路８を介して、ＰＷＭ制御部２０に動作電圧
が供給される。
に低下し、充電用コンデンサ２８の両端電圧Ｖ２８が所
定値よりも低下すると、その電圧低下が電圧検出器３２
により検出され、開閉器制御回路３０２が、開閉器３４
を閉じる。すると、起動回路８が再起動し、直流電源１
から起動回路８を介して、ＰＷＭ制御部２０に動作電圧
が供給される。
【００３３】図７に、上記第２実施例のスイッチング電
源装置２０１の消費電力と、従来例の消費電力を実測し
た結果のグラフを示す。横軸は、２次側巻線１１から取
り出された負荷電流Ｉｏである。縦軸は、ＰＷＭ制御部
２０の消費電力と補助整流回路１２０の消費電力の和で
ある。実線Ｌ１は、第２実施例にかかる特性を示す。破
線Ｌａは、従来例の特性を示す。上記第２実施例のスイ
ッチング電源装置２０１では、負荷電流Ｉｏが０．００
３Ａ〜０．１７Ａの範囲であれば、充電用コンデンサ２
８からＰＷＭ制御部２０に電力が供給されるので、消費
電力の和が１．４Ｗとなり、従来例の１０．６Ｗよりも
小さくなっている。なお、直流電源１の電圧Ｖｉｎは１
３５Ｖ、変圧器９の１次巻線１０の巻線数ｎ１は１４タ
ーン、２次巻線１１の巻線数ｎ２は７ターンで、補助巻
線１２の巻線数ｎ３は４ターン、チョークコイル１８は
１３μＨ、起動抵抗５＝１．５ＫΩである。ＰＷＭ制御
部２０の消費電力は、動作電圧１５Ｖが供給されたとき
に１Ｗである。
源装置２０１の消費電力と、従来例の消費電力を実測し
た結果のグラフを示す。横軸は、２次側巻線１１から取
り出された負荷電流Ｉｏである。縦軸は、ＰＷＭ制御部
２０の消費電力と補助整流回路１２０の消費電力の和で
ある。実線Ｌ１は、第２実施例にかかる特性を示す。破
線Ｌａは、従来例の特性を示す。上記第２実施例のスイ
ッチング電源装置２０１では、負荷電流Ｉｏが０．００
３Ａ〜０．１７Ａの範囲であれば、充電用コンデンサ２
８からＰＷＭ制御部２０に電力が供給されるので、消費
電力の和が１．４Ｗとなり、従来例の１０．６Ｗよりも
小さくなっている。なお、直流電源１の電圧Ｖｉｎは１
３５Ｖ、変圧器９の１次巻線１０の巻線数ｎ１は１４タ
ーン、２次巻線１１の巻線数ｎ２は７ターンで、補助巻
線１２の巻線数ｎ３は４ターン、チョークコイル１８は
１３μＨ、起動抵抗５＝１．５ＫΩである。ＰＷＭ制御
部２０の消費電力は、動作電圧１５Ｖが供給されたとき
に１Ｗである。
【００３４】
【発明の効果】本発明のスイッチング電源装置によれ
ば、変圧器の補助巻線に誘起した電圧により充電用コン
デンサを充電しておき、補助巻線からの出力電圧が低下
したときには、前記充電用コンデンサからの出力電圧を
用いてスイッチング制御回路を動作させるので、起動抵
抗における損失を低減でき、従来よりも回路効率を向上
することが出来る。
ば、変圧器の補助巻線に誘起した電圧により充電用コン
デンサを充電しておき、補助巻線からの出力電圧が低下
したときには、前記充電用コンデンサからの出力電圧を
用いてスイッチング制御回路を動作させるので、起動抵
抗における損失を低減でき、従来よりも回路効率を向上
することが出来る。
【図１】本発明の第１実施例のスイッチング電源装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】図１のスイッチング電源装置の動作を示す説明
図である。
図である。
【図３】図１のスイッチング電源装置の動作を示す説明
図である。
図である。
【図４】図１のスイッチング電源装置の動作を示す説明
図である。
図である。
【図５】図１のスイッチング電源装置の動作を示す説明
図である。
図である。
【図６】本発明の第２実施例のスイッチング電源装置の
回路図である。
回路図である。
【図７】図６のスイッチング電源装置および従来例の特
性図である。
性図である。
【図８】従来のスイッチング電源装置を示す回路図であ
る。
る。
１０１，２０１ スイッチング電源装置 １ 直流電源 ３ 抵抗 ４ ツェナーダイオード ５ 起動抵抗 ６ トランジスタ ７ ダイオード ８ 起動回路 ９ 変圧器 １０ １次巻線 １１ ２次巻線 １２ 補助巻線 １４ スイッチング素子 １６，２１ 整流ダイオード １７，２２ 還流ダイオード １８，２３ チョークコイル １９，２４ 平滑コンデンサ ２５ 出力誤差検出部 ２６ フォトカプラ ２７，Ｄ１ 充電用ダイオード ２８，Ｃ１ 充電用コンデンサ ２９ 逆流防止用ダイオード ３２，３０１ 電圧検出器 ３４，Ｋ１〜Ｋ３ 開閉器 ３５，３０２ 開閉器制御回路 １２０ 補助整流回路 Ｓ 電源スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 直流電源の両端に変圧器の１次巻線およ
びスイッチング素子からなる直列回路を接続し、前記直
列回路に起動回路およびスイッチング制御回路を有する
直列回路を並列に接続し、起動時には前記起動回路から
前記スイッチング制御回路に動作電圧を供給し、定常時
には前記変圧器の補助巻線から整流・平滑機能を有する
補助整流回路を介して前記スイッチング制御回路に動作
電圧を供給し、そのスイッチング制御回路により前記ス
イッチング素子をオン・オフして前記変圧器の１次巻線
に断続的に直流を供給し、前記変圧器の２次巻線から出
力を取り出すスイッチング電源装置において、定常時に 前記変圧器の補助巻線に誘起される電圧により
充電される充電用コンデンサを設け、前記補助整流回路
からの出力電圧が前記充電用コンデンサの両端電圧より
も低下したときには前記充電用コンデンサの両端電圧を
前記スイッチング制御回路の動作電圧として供給し、前
記充電用コンデンサからの出力電圧が前記起動回路の供
給電圧よりも低下したときには前記起動回路から前記ス
イッチング制御回路に動作電圧を供給することを特徴と
するスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06029429A JP3141675B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06029429A JP3141675B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07241073A JPH07241073A (ja) | 1995-09-12 |
| JP3141675B2 true JP3141675B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=12275901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06029429A Expired - Fee Related JP3141675B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141675B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3230475B2 (ja) * | 1997-11-06 | 2001-11-19 | 株式会社村田製作所 | 制御電力供給回路 |
| JP4680453B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2011-05-11 | パナソニック電工制御テクノ株式会社 | スイッチング電源 |
| KR20030054450A (ko) * | 2001-12-26 | 2003-07-02 | 한국항공우주연구원 | 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭변조 신호원 스위칭 회로 |
| JP4622642B2 (ja) * | 2005-04-07 | 2011-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | 電源制御装置 |
| JP4923864B2 (ja) * | 2006-08-28 | 2012-04-25 | サンケン電気株式会社 | スイッチング電源装置 |
| CN104022652A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-03 | 重庆大学 | 一种宽负载范围的电源偏置电路 |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP06029429A patent/JP3141675B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07241073A (ja) | 1995-09-12 |
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