JPH0471366A - スイッチング電源 - Google Patents

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、スイッチング電源に関し、特にスイッチング
電源におけるスイッチング素子の導通時間を制御する制
御手段に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のスイッチング電源では、入力電圧の変化
とは無関係にスイッチング素子の最大導通時間をある一
定の時間に固定していた。

このような構成とした場合、スイッチング電源が起動す
るときはスイッチング素子の導通時間は最大導通時間で
動作するため、入力電圧が高いと主トランスが磁気飽和
しやすくなる。

このため、従来のスイッチング電源では、入力電圧が高
（、かつ、最大導通時間でスイッチング素子が導通する
最悪の条件下でも磁気飽和しないよう主トランスを設計
していた。

［解決すべき課題］ 上述した従来のスイッチング電源は、入力電圧の変化と
無関係にスイッチング素子の最大導通時間がある一定の
時間で制限していたため、入力電圧が高く、かつ、最大
導通時間でスイッチング素子が導通する最悪の条件下で
も磁気飽和しないよう主トランスを設計せざるを得ず、 ■主トランスの体積が大きくなる ■主トランスの価格が高くなる という課題があった。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、起動
時における主トランスの磁気飽和を防止することが可能
なスイッチング電源の提供を目的とする。

［課題の解決手段］ 上記目的を達成するため、第１の請求項にかかる発明は
、主トランスにおける一次巻線に流れる電流をスイッチ
ング素子によって所定の周波数で導通・遮断せしめて二
次巻線より出力される電力を制御するスイッチング電源
において、上記スイッチング素子の導通時間を制御する
制御手段が、所定の周波数の三角波信号を出力する発振
回路と、当該スイッチング電源の出力電圧と基準電圧と
の差を増幅する誤差増幅回路と、この誤差増幅回路の出
力電圧と上記三角波信号電圧とを比較して上記スイッチ
ング素子の導通時間を制御するスイッチング素子駆動回
路と、上記スイッチング素子の最大導通時間を当該スイ
ッチング電源に対する入力電圧に反比例するように制限
する制限回路とを備えた構成としである。

［作用］ 上記のように構成した第１の請求項にかかる発明におい
ては、スイッチング素子の導通時間を制御する制御手段
において、発振回路は所定の周波数の三角波信号を出力
し、誤差増幅回路は当該スイッチング電源の出力電圧と
基準電圧との差を増幅すると、スイッチング素子駆動回
路がこの誤差増幅回路の出力電圧と上記三角波信号電圧
とを比較して上記スイッチング素子の導通時間を制御し
、これと同時に制限回路が上記スイッチング素子の最大
導通時間を当該スイッチング電源に対する入力電圧に反
比例するように制限する。

すなわち、通常行われるスイッチング素子の導通時間制
御とともに、入力電圧が高い場合はスイッチング素子の
最大導通時間を短く、入力電圧が低い場合は最大導通時
間を長くする制御を行っている。

［実施例］ 以下、図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかるスイッチング電源
の回路図である。

１は入力電源、２，３は最大導通時間を設定するための
抵抗、４はフォトカプラのフォトトランジスタ、５はフ
ォトカプラ４を流れる電流を電圧に変換するための抵抗
、６は起動用抵抗、７はコンデンサ、８はプライマリイ
制御用ＩＣ，９１０は発振回路の時定数を決める抵抗と
コンデンサ、１１はダイオード、１２はスイッチング素
子、１３は主トランス、１４．１５は整流用ダイオード
、１６．１７は平滑用のコイルとコンデンサ、１８はス
イッチング電源の負荷、１９はフォトカプラの発光ダイ
オード、２０はシャントレギュレータ、２１．２２は出
力電圧検出用抵抗である。

上記構成からなるスイッチング電源において、本スイッ
チング電源に対して入力電源１より入力電圧が印加され
ると抵抗６とコンデンサ７からなる時定数回路の時定数
に応じて制御ＩＣ８に電圧が印加される。制御ＩＣ８の
内部では発振回路が抵抗９とコンデンサ１０の時定数で
定まる周波数で発振して同周波数の三角波信号を形成す
る。

制御ＩＣ８は同三角波信号と抵抗５の電圧とを比較して
スイッチング素子１２の導通時間を制限するとともに、
同導通時間は抵抗２と抵抗３との接続点の電圧によって
最大導通時間を制限している。

電源投入時は、スイッチング素子の出力電圧が０［Ｖ］
であるため、シャントレギュレータ２０に電流が流れず
、フォトカプラの発光ダイオード１９は点灯しない。こ
のため、フォトカプラにおいて同発光ダイオード１９と
対をなすフォトトランジスタ４に電流が流れず、抵抗５
には電圧が立たない。従って、本来なら上記三角波信号
が０　［■］でないときにスイッチング素子１２が導通
する。しかし、本実施例では最大導通時間を抵抗２と抵
抗３との接続点の電圧によって制限しており、入力電圧
が高い場合は抵抗２と抵抗３との接続点の電圧が高くな
って最大導通時間は短く設定されるし、入力電圧が低い
場合は抵抗２と抵抗３との接続点の電圧が低くなって最
大導通時間は長く設定される。

従って、入力端子が高い場合は最大導通時間が短く設定
されて主トランス１３の磁気飽和を防止し、入力電圧が
低い場合は最大導通時間が長く設定されるものの入力電
圧が低いので主トランス１３の一次巻線に印加される電
圧が低く、主トランス１３は磁気飽和しない。

このとき、スイッチング電源の最大導通時間を入力電圧
の高低に関係なく一定とすると、入力電圧が低い場合に
ついては出力電圧を確保するに必要な導通時間以上に最
大導通時間を設定しておかなければならず、入力電圧が
高くなるとスイッチング電源の起動時には入力電圧が低
い場合と同じ最大導通時間でスイッチング素子が駆動さ
れる。

従って、主トランスの設計は、入力電圧が高い場合に最
大導通時間だけ主トランスに入力電圧が印加されても磁
気飽和しないように設計してお（必要がある。

一方、出力電圧が徐々に上がって、所定の電圧より高く
なるとンヤントレギュレータ２０に電流が流れ、発光ダ
イオード１９が点灯する。従って、フォトトランジスタ
４にも電流が流れて抵抗５の電圧が上昇する。すなわち
、シャントレギュレータ２０とフォトカブラと抵抗５に
よって基準電圧を形成することになる。

そして、この基準電圧と主トランス１３の巻線よりダイ
オード１１を介して得た出力電圧との差を制御ＩＣ８内
部の誤差増幅回路で増幅し、当該誤差増幅回路の出力電
圧と上記発振回路の三角波信号の出力電圧とを比較して
スイッチング素子１２の導通時間を制御する。これによ
り、当該スイッチング電源の出力電圧の安定化を図って
いる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明は、スイ・ソチング素子の最
大導通時間を入力電圧が高い場合には短く、入力電圧が
低い場合には長くしているため、主トランスを必要以」
二に大きく段別する必要がなく、小型かつ安価なスイッ
チング電源を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるスイッチング１ａ源
の回路図である。 ２３・・・抵抗 ５・・・抵抗 １３・・・主トランス ト・・入力電源 ４・・・フォトトランジスタ ８・・・ブライマリイ制御用１ １２・・・スイッチング素子 １９・・・発光ダイオード ２０・・・シャントレギュレータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 主トランスにおける一次巻線に流れる電流をスイッチン
   グ素子によって所定の周波数で導通・遮断せしめて二次
   巻線より出力される電力を制御するスイッチング電源に
   おいて、上記スイッチング素子の導通時間を制御する制
   御手段が、 所定の周波数の三角波信号を出力する発振回路と、 当該スイッチング電源の出力電圧と基準電圧との差を増
   幅する誤差増幅回路と、 この誤差増幅回路の出力電圧と上記三角波信号電圧とを
   比較して上記スイッチング素子の導通時間を制御するス
   イッチング素子駆動回路と、上記スイッチング素子の最
   大導通時間を当該スイッチング電源に対する入力電圧に
   反比例するように制限する制限回路と を具備することを特徴とするスイッチング電源。