JPH0429565A - Switching power circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、直流を入力とするスイッチング電源回路に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a switching power supply circuit that receives direct current as input.
〔従来の技術]
この種のスイッチング電源回路には、5ボルト(V)前
後の低電圧電源を入力とするDC−DCコンバーターの
半導体スイッチ駆動回路により電圧を生成するものがあ
る。このようなスイッチング電源の一例を第3図に示す
。[Prior Art] Some switching power supply circuits of this type generate a voltage using a semiconductor switch drive circuit of a DC-DC converter that receives a low voltage power supply of around 5 volts (V) as an input. An example of such a switching power supply is shown in FIG.
第3図に示すように、このスイッチング電源は、パスコ
ン33.トランス35.半導体スイッチ34.整流回路
36.出力電圧検出回路37および出力電圧制御回路3
2から成り立ち、半導体スイッチ34を駆動する回路の
電源は、入力直流電源1である。As shown in FIG. 3, this switching power supply includes bypass capacitors 33. Trance 35. Semiconductor switch 34. Rectifier circuit 36. Output voltage detection circuit 37 and output voltage control circuit 3
The power source of the circuit that drives the semiconductor switch 34 is the input DC power source 1.
そして、半導体スイッチ34は、第4回に示されるよう
な、出力電圧制御回路32から出力される駆動波形によ
り駆動される。この駆動波形の電圧■6は、入力直流電
源31の電圧VINと等しくなっている。このような駆
動波形により、半導体スイツチ34の端子34Aと端子
34Bとの間の波形は、第4図に示されるような端子間
電圧波形となる。The semiconductor switch 34 is driven by the drive waveform output from the output voltage control circuit 32 as shown in the fourth section. The voltage 6 of this drive waveform is equal to the voltage VIN of the input DC power supply 31. Due to such a driving waveform, the waveform between the terminal 34A and the terminal 34B of the semiconductor switch 34 becomes an inter-terminal voltage waveform as shown in FIG.
〔発明が解決しようとする課題]
上述した従来のスイッチング電源回路では、入力直流電
源が5V前後の低電圧電源の場合に、半導体スイッチと
してFETを使用すると、充分な駆動ができず、第4図
に示すような半導体スイッチが導通時に損失を発生し易
い波形となる。これは、D C−D C’コンバーター
として、第1に発熱量が増加して信転性が低下する不都
合と、第2に入力直流電源の電力を大きくとる必要性か
ら、同スイッチング電源を使うシステムの運転経費が大
きくなる不都合とがある。[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described conventional switching power supply circuit, when the input DC power supply is a low voltage power supply of around 5V, if an FET is used as a semiconductor switch, sufficient driving cannot be achieved. A semiconductor switch has a waveform like the one shown in , which tends to cause loss when conducting. This is because, as a D C-DC C' converter, the switching power supply is used because, firstly, the amount of heat generated increases and reliability decreases, and secondly, it is necessary to take a large amount of power from the input DC power supply. This has the disadvantage of increasing operating costs for the system.
本発明の目的は、このような欠点を除去し、半導体スイ
ッチの導通時に発生する損失を低減できるスイッチング
電源回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a switching power supply circuit that can eliminate such drawbacks and reduce the loss that occurs when a semiconductor switch is turned on.
本発明のスイッチング電源回路は、1次巻線と2次巻線
とを具備するトランスと、このトランスの1次巻線に直
流の入力電圧を供給する入力直流電源と、1次巻線に供
給される入力電圧を駆動波形によりスイッチングする半
導体スイッチとを備え、2次巻線に発生した電圧に基づ
いて出力電圧を生成するスイッチング電源回路において
、トランスに設けられ、1次巻線の巻数より多い巻数の
3次巻線と、
3次巻線に発生した電圧を整流する整流回路と、入力電
圧により起動し、整流回路の整流電圧を受けて動作し、
出力電圧が一定となるように制御しかつ入力電圧より高
い電圧の駆動波形を生成して半導体スイッチに送出する
制御回路とを有することを特徴としている。The switching power supply circuit of the present invention includes a transformer having a primary winding and a secondary winding, an input DC power supply that supplies DC input voltage to the primary winding of the transformer, and a DC power supply that supplies DC input voltage to the primary winding. In a switching power supply circuit that generates an output voltage based on the voltage generated in the secondary winding, the semiconductor switch is equipped with a semiconductor switch that switches the input voltage generated by the drive waveform, and generates an output voltage based on the voltage generated in the secondary winding. A tertiary winding with a number of turns, a rectifier circuit that rectifies the voltage generated in the tertiary winding, and is activated by the input voltage and operates by receiving the rectified voltage of the rectifier circuit.
It is characterized by having a control circuit that controls the output voltage to be constant and generates a drive waveform of a voltage higher than the input voltage and sends it to the semiconductor switch.
前述した本発明において、制御回路は、起動時に入力直
流電源の入力電圧を取り込むダイオードを有するのが好
適である。In the present invention described above, it is preferable that the control circuit has a diode that takes in the input voltage of the input DC power supply at the time of startup.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。この
スイッチング電源は、従来技術の他に、出力電圧制御回
路の電源を、第1に入力直流電源から順方向接続のダイ
オードを介して供給する回路と、第2に電圧変換トラン
スに巻線を追加し、その巻線出力を第2の整流回路にて
整流した電圧を供給する回路とを有している。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. In addition to the conventional technology, this switching power supply has a circuit that supplies power for the output voltage control circuit from the input DC power supply through a forward-connected diode, and a winding in the voltage conversion transformer. and a circuit that supplies a voltage obtained by rectifying the output of the winding in a second rectifier circuit.
このようなスイッチング電源回路は、第1図に示される
ように、入力直流電源1と、出力電圧制御回路2と、パ
スコン3と、半導体スイッチ4と、電圧変換トランス5
と、整流回路6と、出力電圧検出回路7と、ダイオード
8,9とを備えている。As shown in FIG. 1, such a switching power supply circuit includes an input DC power supply 1, an output voltage control circuit 2, a bypass capacitor 3, a semiconductor switch 4, and a voltage conversion transformer 5.
, a rectifier circuit 6 , an output voltage detection circuit 7 , and diodes 8 and 9 .
このようなスイッチング電源において、入力直流電源1
は、低電圧電源である。また、この入力直流電源1のプ
ラス側とマイナス側との間の電圧は、VINとなってい
る。In such a switching power supply, the input DC power supply 1
is a low voltage power supply. Further, the voltage between the positive side and the negative side of this input DC power supply 1 is VIN.
出力電圧制御回路2は、端子2A〜2Dを持ち、端子2
Dを介して、半導体スイッチ4を一定周期で駆動する。The output voltage control circuit 2 has terminals 2A to 2D, and the terminal 2
The semiconductor switch 4 is driven at a constant cycle via D.
端子2Bは、入力直流電源1のマイナス側に接続されて
いる。Terminal 2B is connected to the negative side of input DC power supply 1.
パスコン3は、出力電圧制御回路2の電源ラインパスコ
ンであり、出力電圧制御回路2の端子2Aと端子2Bと
の間に接続されている。The bypass capacitor 3 is a power line bypass capacitor for the output voltage control circuit 2, and is connected between the terminal 2A and the terminal 2B of the output voltage control circuit 2.
電圧変換トランス5は、端子5A、、5A2と、端子5
B、、5B2と、端子5C,,5C2とを持っている。The voltage conversion transformer 5 has terminals 5A, 5A2 and terminal 5.
B, 5B2 and terminals 5C, 5C2.
そして、端子5 A + と端子5 A zとの間には
、1次巻線が設けられている。この1次巻線の巻数はN
1となっている。端子5B、と端子5B2との間には、
2次巻線が設けられている。また、端子5C,と端子5
C,との間には、3次巻線が設けられている。この3次
巻線の巻数はN3となっており、3次巻線の巻数N3は
1次巻線の巻数N、より多くなっている。電圧変換トラ
ンス5の端子5 A + は入力直流電源1のプラス側
に接続されており、端子5C2は入力直流電源1のマイ
ナス側に接続されている。A primary winding is provided between the terminal 5 A + and the terminal 5 A z. The number of turns of this primary winding is N
It is 1. Between terminal 5B and terminal 5B2,
A secondary winding is provided. Also, terminal 5C, and terminal 5
A tertiary winding is provided between C and C. The number of turns of this tertiary winding is N3, and the number of turns N3 of the tertiary winding is greater than the number of turns N of the primary winding. A terminal 5 A + of the voltage conversion transformer 5 is connected to the plus side of the input DC power supply 1, and a terminal 5C2 is connected to the minus side of the input DC power supply 1.
半導体スイッチ4は、出力電圧制御回路2により、端子
4Aと端子4Bとの間の導通、非導通を繰り返す。端子
4Aは、電圧変換トランス5の1次巻線の端子5A、に
接続されている。端子4Bは入力直流電源1のマイナス
側に接続されている。The semiconductor switch 4 repeats conduction and non-conduction between the terminal 4A and the terminal 4B by the output voltage control circuit 2. The terminal 4A is connected to a terminal 5A of the primary winding of the voltage conversion transformer 5. Terminal 4B is connected to the negative side of input DC power supply 1.
ダイオード8は、入力直流電源1から出力電圧制御回路
2へ順方向に接続されている。すなわち、ダイオード8
のアノードが入力直流電源1のプラス側に接続されてお
り、カソードが出力電圧制御回路2の端子2Aに接続さ
れている。The diode 8 is connected in the forward direction from the input DC power supply 1 to the output voltage control circuit 2. That is, diode 8
The anode is connected to the positive side of the input DC power supply 1, and the cathode is connected to the terminal 2A of the output voltage control circuit 2.
ダイオード9は、電圧変換トランス503次巻線に接続
された第2の整流回路である。すなわち、ダイオード9
のアノードが電圧変換トランス5の3次巻線の端子5C
,に接続されており、カソードが出力電圧制御回路2の
端子2Aに接続されている。Diode 9 is a second rectifier circuit connected to the tertiary winding of voltage conversion transformer 50. That is, diode 9
The anode of is the terminal 5C of the tertiary winding of the voltage conversion transformer 5.
, and its cathode is connected to the terminal 2A of the output voltage control circuit 2.
整流回路6は、電圧変換トランス5の2次巻線の端子5
B、と端子58zとの間に発生する電圧を整流し、出力
電圧■。LITを送り出す。The rectifier circuit 6 connects the terminal 5 of the secondary winding of the voltage conversion transformer 5.
The voltage generated between B and terminal 58z is rectified to produce an output voltage ■. Send out LIT.
出力電圧検出回路7は、整流回路6が送り出した出力電
圧■。UTを検出する。そして、出力電圧制御回路2の
端子2Cへ出力信号を送り出す。The output voltage detection circuit 7 receives the output voltage ■ sent out by the rectifier circuit 6. Detect UT. Then, an output signal is sent to the terminal 2C of the output voltage control circuit 2.
次に、このスイッチング電源回路の動作について説明す
る。Next, the operation of this switching power supply circuit will be explained.
まず、入力直流電源lの電圧VINは、ダイオード8を
介して、出力電圧制御回路2とパスコン3とに供給され
る。出力電圧制御回路2は、電圧VIHによって起動す
る。そして、出力電圧制御回路2は、半導体スイッチ4
を一定周期で駆動する。First, the voltage VIN of the input DC power supply 1 is supplied to the output voltage control circuit 2 and the bypass capacitor 3 via the diode 8. Output voltage control circuit 2 is activated by voltage VIH. The output voltage control circuit 2 includes a semiconductor switch 4
is driven at a constant cycle.
これにより、半導体スイッチ4の端子4Aと端子4Bと
の間は、導通、非導通の繰り返しとなる。As a result, the terminal 4A and the terminal 4B of the semiconductor switch 4 are repeatedly electrically connected and non-conductive.
半導体スイッチ4の導通、非導通の繰り返しにより、電
圧変換トランス5の端子5B、と端子5B2との間には
、入力直流電源1の電圧VINが変換されて、起電力が
生じる。整流回路6は、この起電力を整流し、出力電圧
■。、41を送り出す。By repeating conduction and non-conduction of the semiconductor switch 4, the voltage VIN of the input DC power supply 1 is converted between the terminals 5B and 5B2 of the voltage conversion transformer 5, and an electromotive force is generated. The rectifier circuit 6 rectifies this electromotive force and outputs voltage ■. , 41.
出力電圧検出回路7は、整流回路6からの出力電圧V。The output voltage detection circuit 7 detects the output voltage V from the rectifier circuit 6.
UTを検出し、出力信号を出力電圧制御回路2の端子2
Cへ送る。出力電圧制御回路2は、出力電圧検出回路7
の出力信号を受けて、出力電圧■。。、が一定になるよ
うに、半導体スイッチ4を駆動する。Detects UT and outputs the output signal to terminal 2 of voltage control circuit 2
Send to C. The output voltage control circuit 2 includes an output voltage detection circuit 7
After receiving the output signal, the output voltage ■. . The semiconductor switch 4 is driven so that , is constant.
このとき、電圧変換トランス5の3次巻線の巻数N、は
、1次巻線の巻数N1に対して多くなっているため、電
圧変換トランス5の端子5C+ と端子5Czとの間の
電圧は、端子5 A l と端子5A2との間の電圧よ
り大きくなる。したがって、パスコン3の端子間電圧が
入力直流電源1の電圧■3.4より高くなり、出力電圧
制御回路2の端子2Dから送り出される駆動波形の電圧
V、は、第2図に示されるように、入力直流電源1の電
圧VINより高くなる。すなわち、半導体スイッチ4を
駆動する電圧が高くなる。このような駆動波形により、
半導体スイッチ4の端子4Aと端子4Bとの間の波形は
、第2図に示されるような端子間電圧波形となる。At this time, the number of turns N of the tertiary winding of the voltage conversion transformer 5 is larger than the number of turns N1 of the primary winding, so the voltage between the terminal 5C+ and the terminal 5Cz of the voltage conversion transformer 5 is , becomes larger than the voltage between terminal 5 A l and terminal 5 A2. Therefore, the voltage between the terminals of the bypass capacitor 3 becomes higher than the voltage 3.4 of the input DC power supply 1, and the voltage V of the drive waveform sent from the terminal 2D of the output voltage control circuit 2 becomes as shown in FIG. , becomes higher than the voltage VIN of the input DC power supply 1. That is, the voltage for driving the semiconductor switch 4 becomes higher. With such a drive waveform,
The waveform between the terminal 4A and the terminal 4B of the semiconductor switch 4 becomes an inter-terminal voltage waveform as shown in FIG.
このように、本実施例は、トランス、半導体スイッチ、
整流回路、出力電圧検出回路および出力電圧制御回路に
よって入力直流電源の電圧を変えて直流電圧を発生させ
るDC−DCコンバーターにおいて、出力電圧制御回路
の電源を次の2つの方法により供給することを特徴とす
る。第1に、入力直流電源から順方向接続のダイオード
を介して供給する。第2に、トランスに巻線を追加し、
その巻線出力を第2の整流回路にて整流した電圧を供給
する。In this way, the present embodiment includes a transformer, a semiconductor switch,
A DC-DC converter that generates DC voltage by changing the voltage of an input DC power supply using a rectifier circuit, an output voltage detection circuit, and an output voltage control circuit, and is characterized by supplying power to the output voltage control circuit by the following two methods. shall be. First, it is supplied from an input DC power source via a forward-connected diode. Second, add a winding to the transformer,
A voltage obtained by rectifying the winding output in a second rectifier circuit is supplied.
すなわち、本実施例は、入力直流電源が5V前後と低い
場合に、出力電圧制御回路の電源を、第1に入力直流電
源から順方向接続のダイオードと、第2に電圧変換トラ
ンスに巻線を追加してその巻線出力を第2の整流回路に
接続した回路とから供給することにより、半導体スイッ
チが導通時に低損失となるように、出力電圧制御回路が
半導体スイッチを駆動できる。In other words, in this embodiment, when the input DC power supply is low, around 5V, the power supply of the output voltage control circuit is firstly connected to a diode forwardly connected from the input DC power supply, and secondly, a winding is connected to the voltage conversion transformer. By additionally supplying the winding output from a circuit connected to the second rectifier circuit, the output voltage control circuit can drive the semiconductor switch so that the semiconductor switch has low loss when it is conductive.
〔発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、発熱量低下によ
る信頼性の向上と、入力直流電源の低電力化が計れるこ
とによる運転経費の低減とが行える効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there is an effect that reliability can be improved by reducing the amount of heat generated, and operating costs can be reduced by reducing the power consumption of the input DC power source.
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図、第2図は、
第1図の実施例の波形図、
第3図は、従来のスイッチング電源回路の一例を示す回
路図、
第4図は、
形図である。
1・・・
2・・・
3・・・
4・・・
5・・・
6・・・
7・・・
8.9・
第3図のスイ
ッチング電源回路の波
・入力直流電源
・出力電圧制御回路
・パスコン
・半導体スイッチ
・電圧変換トランス
・整流回路
・出力電圧検出回路
・ダイオードFIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a waveform diagram of the embodiment, FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional switching power supply circuit, and FIG. 4 is a waveform diagram. 1... 2... 3... 4... 5... 6... 7... 8.9. Waves of switching power supply circuit in Figure 3, input DC power supply, output voltage control circuit・Bypass capacitor ・Semiconductor switch ・Voltage conversion transformer ・Rectifier circuit ・Output voltage detection circuit ・Diode
Claims (2)
のトランスの1次巻線に直流の入力電圧を供給する入力
直流電源と、1次巻線に供給される入力電圧を駆動波形
によりスイッチングする半導体スイッチとを備え、2次
巻線に発生した電圧に基づいて出力電圧を生成するスイ
ッチング電源回路において、 トランスに設けられ、1次巻線の巻数より多い巻数の3
次巻線と、 3次巻線に発生した電圧を整流する整流回路と、入力電
圧により起動し、整流回路の整流電圧を受けて動作し、
出力電圧が一定となるように制御しかつ入力電圧より高
い電圧の駆動波形を生成して半導体スイッチに送出する
制御回路とを有することを特徴とするスイッチング電源
回路。(1) A transformer including a primary winding and a secondary winding, an input DC power supply that supplies a DC input voltage to the primary winding of this transformer, and an input DC power supply that supplies a DC input voltage to the primary winding. In a switching power supply circuit that includes a semiconductor switch that switches according to a drive waveform and generates an output voltage based on the voltage generated in a secondary winding, the transformer is provided with three
A rectifier circuit that rectifies the voltage generated in the secondary winding and the tertiary winding is activated by the input voltage and operates by receiving the rectified voltage of the rectifier circuit.
1. A switching power supply circuit comprising: a control circuit that controls an output voltage to be constant and generates a drive waveform of a voltage higher than an input voltage and sends it to a semiconductor switch.
取り込むダイオードを有する請求項1記載のスイッチン
グ電源回路。(2) The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the control circuit includes a diode that takes in the input voltage of the input DC power supply at the time of startup.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13218390A JPH0429565A (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Switching power circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13218390A JPH0429565A (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Switching power circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0429565A true JPH0429565A (en) | 1992-01-31 |
Family
ID=15075331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13218390A Pending JPH0429565A (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Switching power circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0429565A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0214294B2 (en) * | 1982-10-22 | 1990-04-06 | Zojirushi Vacuum Bottle Co |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP13218390A patent/JPH0429565A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0214294B2 (en) * | 1982-10-22 | 1990-04-06 | Zojirushi Vacuum Bottle Co |
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