JPH07213054A - トランス結合型スイッチング電源装置 - Google Patents

トランス結合型スイッチング電源装置

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JPH07213054A
JPH07213054A JP377794A JP377794A JPH07213054A JP H07213054 A JPH07213054 A JP H07213054A JP 377794 A JP377794 A JP 377794A JP 377794 A JP377794 A JP 377794A JP H07213054 A JPH07213054 A JP H07213054A
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JP
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circuit
power supply
voltage
switching
control
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JP377794A
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Shinichi Endo
慎一 遠藤
Toyoyasu Kusaka
豊康 日下
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TEC CORP
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Abstract

(57)【要約】 【目的】2次直流電源電圧を切替可能でかつ切替前後の
各2次直流電源電圧の安定性品位を高くでき、小型・軽
量で低コストであるとともに切替制御を容易とする。 【構成】2次直流電源回路30側の安定化回路45に、
2次直流電源電圧(V22)の値が第2設定電圧値Vd
2に対応する第2の所定電圧値(30V)以上となった
場合に電圧制御用素子RG47へ制御信号CNTを出力
可能に形成された第2電圧検出回路(R51,R48、
R49)と、切替信号SGNが入力(Hレベル)された
場合に第1電圧検出回路(R48、R49,R52)に
代えて第2電圧検出回路(R51,R48、R49)を
2次直流電源回路30(31)に接続する切替接続素子
Q51,Q52とを設け、切替信号SGNを入力(Hレ
ベル)するだけで2次直流電源電圧を第1設定電圧値V
d1に対応する安定化された第1の所定電圧値(24
V)から第2設定電圧値Vd2に対応する安定化された
第2の所定電圧値(30V)に自動切替可能に構成して
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2次直流電源電圧を少
くとも2段階に切替可能なトランス結合型スイッチング
電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3において、1次直流電源回路10と
2次直流電源回路30とは、トランス20を介して接続
結合されている。1次直流電源回路10は、交流電源1
1,スイッチ12,ノイズフィルター13,整流回路1
4,平滑コンデンサC10,スイッチング素子(トラン
ジスタ)15,PWM・IC等からなる制御回路40を
含み形成され、スイッチング素子15はトランス20の
1次巻線L11と整流回路14の負極側電路Lnとの間
に接続されている。また、駆動電源(電圧Vd)は、補
助巻線L12から誘起されダイオードD10を介して供
給される。
【0003】また、2次直流電源回路30は、トランス
20の第1の2次巻線L21に接続されたダイオードD
21、平滑コンデンサC211,C212を含み安定電
源系31を形成するものとされ、負荷(OUT)に接続
される。45は安定化回路で、ホトカプラ46に電圧検
出信号を入力する。これにより、制御回路40へフィー
ドバック信号fが入力される。
【0004】かくして、かかる他励フライバック方式の
周波数固定型では、スイッチング素子15が制御回路4
0から出力される駆動制御信号SでON−OFF制御さ
れるので、負荷(OUT)が軽い場合にはスイッチング
素子15に流れる電流Iが減少しその通電時間が短くな
る。一方、負荷(OUT)が重くなると、スイッチング
素子15に流れる電流Iが増大しそれに伴って通電時間
が長くなる。発振周波数つまり周期が一定のためであ
る。
【0005】2次直流電源回路30では、ダイオードD
21で整流し、かつ平滑コンデンサC211,C212
で平滑して2次直流電源(電圧V21)を生成し負荷
(OUT)に供給する。負荷(OUT)の変動は、2次
直流電源電圧V21の変動として安定化回路45で検出
される。これによって、ホトカプラ46を介して制御回
路40へフィードバック信号fが入力される。よって、
2次直流電源電圧V21が安定化される。
【0006】また、RCC方式の自励発振型(周波数変
動型)のトランス結合型2次直流電源生成装置では、制
御回路(トランジスタ40)をフィードバック信号fで
ON−OFFさせることにより制御電源電圧を用いてス
イッチング素子15をON−OFF制御して、1次巻線
L11から2次巻線L21に電力エネルギーを供給す
る。なお、この制御電源電圧は、上記駆動電源電圧Vd
と同様にトランス20の補助巻線L12から生成される
わけである。
【0007】したがって、負荷(OUT)が軽い場合に
は、スイッチング素子15に流れる電流Iが減少して発
振周波数が高くなる。一方、負荷(OUT)が重くなる
と、スイッチング素子15に流れる電流Iが増大し発振
周波数は低くなる。制御回路(40)によるスイッチン
グ素子15のONデューティーが一定のためによる。
【0008】ここに、2次側(30)の安定化回路45
は、図4に示す如く、第1電圧検出回路(R48,R4
9)と、直列接続された抵抗R46,ホトカプラ46,
電圧制御用素子(シャントレギュレータ)RG47とか
ら形成され、2次直流電源電圧V21が第1設定電圧値
Vd1に対応する第1の所定電圧値(例えば、24V)
以上となった場合に検出出力される制御信号CNTに基
づいて、電圧制御用素子RG47を駆動制御してホトカ
プラ46からフィードバック信号fを出力可能とされて
いる。したがって、2次直流電源電圧V21を上記第1
設定電圧値Vdに対応する第1の所定電圧値に安定化で
きる。抵抗RとコンデンサCとは位相調整回路である。
【0009】ところで、2次直流電源電圧V21の他に
それより高電圧または低電圧の2次直流電源電圧V22
に切替えたいとの要請がある。例えば、負荷がプリンタ
の印字ヘッドである場合、そのインパクト力を印字対象
用紙に対応させて強くしたい場合等である。
【0010】ここに、従来は、トランス20に第2の2
次巻線L22と、これに接続された非安定電源系32
(ダイオードD22,平滑コンデンサC221,C22
2)を形成するとともに、安定電源系31に設けられた
開閉素子55を第1切替信号SGN1で開閉可能かつ非
安定電源系32に設けられた開閉素子56を第2切替信
号SGN2で開閉可能に形成し、安定電源系31の2次
直流電源電圧V21と非安定電源系32の2次直流電源
電圧V22とを切替えて負荷(OUT)に出力するもの
と構成していた。
【0011】したがって、第1切替信号SGN1を出力
(Hレベル)として開閉素子55をONさせかつ第2切
替信号SGN2をLレベルとして開閉素子56をOFF
させれば、負荷を安定電源系31の2次直流電源電圧V
21(例えば、24V)で駆動できる。一方、第1切替
信号SGN2を出力(Hレベル)して開閉素子56をO
FFさせかつ第1切替信号SGN1をLレベルとして開
閉素子55をOFFさせれば、2次直流電源電圧V22
(例えば、30V)で負荷を駆動できる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかるトラ
ンス結合型スイッチング電源装置も例外でなく一層の小
型・軽量化,低コスト化、さらには切替用の2次直流電
源電圧V22の変動を小さくする等の安定性品位向上と
その絶対値(V22)の選択適宜性の拡大が強く求めら
れている。
【0013】ここに、上記非安定電源系32(第2の2
次巻線L22,ダイオードD22,平滑コンデンサC2
21,C222)を一掃できるなら、上記要求を十二分
に満すことが可能である。また、安定電源系31で2段
階以上の電圧値を切替生成出力可能に構築できるならば
各電圧値をともに安定化でき高品位とすることができ
る。さらに、かくすれば、大電流用の開閉素子55,5
6を省けれるから大幅なコスト低減ができ、切替制御も
一段と容易とすることができると確信する。以上は、周
波数固定型および周波数変動型のいずれのトランス結合
型スイッチング電源装置でも共通の問題である。
【0014】本発明の目的は、2次直流電源電圧を切替
可能でかつ切替前後の各2次直流電源電圧の安定性品位
を高くでき、小型・軽量で低コストであるとともに切替
制御の容易なトランス結合型スイッチング電源装置を提
供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明に係るトランス結
合型スイッチング電源装置は、整流回路,平滑コンデン
サ,スイッチング素子,制御回路を有する1次直流電源
回路と、安定化回路を有する2次直流電源回路とをトラ
ンスを介して接続結合し、該安定化回路を第1電圧検出
回路と直列接続された電圧制御用素子およびホトカプラ
とを含み,2次直流電源電圧の値が第1設定電圧値に対
応する第1の所定電圧値以上となった場合に第1電圧検
出回路から出力される制御信号に基づいてホトカプラか
ら該制御回路へフィードバック信号を出力可能に形成
し、スイッチング素子をON−OFF制御しつつ2次直
流電源を生成可能でかつ2次直流電源電圧の値を少くと
も2段階に切替可能に構成されたトランス結合型スイッ
チング装置において、前記安定化回路に、前記2次直流
電源電圧の値が第2設定電圧値に対応する第2の所定電
圧値以上となった場合に前記制御信号を出力可能に形成
された第2電圧検出回路と、切替信号が入力された場合
に第2電圧検出回路を前記2次直流電源回路に接続する
切替接続素子とを設けた、ことを特徴とする。
【0016】
【作用】上記構成による本発明によれば、2次直流電源
電圧の値が第1設定電圧値に対応する第1の所定電圧値
以上となった場合に第1電圧検出回路から制御信号が出
力される。この制御信号で電圧制御用素子を駆動制御し
ホトカプラから制御回路へフィードバック信号を入力す
る。したがって、1次直流電源回路側のスイッチング素
子のON−OFF制御により1次側から2次側への電力
エネルギーの供給量が調整されるので、2次直流電源電
圧を第1設定電圧値に対応する第1の所定電圧値に安定
化できる。
【0017】ここに、切替信号を入力すると、切替接続
素子がONして第2電圧検出回路を2次直流電源回路に
切替接続する。すると、2次直流電源電圧の値が第2設
定電圧値に対応する第2の所定電圧値以上になった場合
に、第2電圧検出回路から制御信号が出力される。した
がって、今度は2次直流電源電圧が、第2設定電圧値に
対応する第2の所定電圧値値に安定化される。すなわ
ち、2次直流電源電圧を安定化された第1設定電圧値に
対応する第1の所定電圧値から第2設定電圧値に対応す
る第2の所定電圧値に切替えられる。切替信号を遮断し
て切替接続素子をOFFすれば、第2設定電圧値から第
1設定電圧値に切替えられる。また、第1および第2電
圧検出回路の第1および第2設定電圧値を設定変更すれ
ば、2次直流電源電圧の第1の所定電圧および第2の所
定電圧値の各絶対値を適宜に変更することが可能とな
る。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本トランス結合型スイッチング電源装置は、図1
に示す如く、基本的構成(10,20,30)が従来例
(図3)からトランス20の第2の2次巻線L22を含
む非安定電源系32(D22,C221,C222)お
よび切替素子55,56を一掃したものとされ、かつ安
定化回路45に図2に示す第2電圧検出回路(R51,
R48、R49)と切替接続素子(Q51,Q52)と
を設け、1つの切替信号SGNで第1電圧検出回路(R
48、R49,R52)と第2電圧検出回路(R51,
R48、R49)とを選択切替えして2次電流電源電圧
(V21,V22)を切替可能に構成してある。
【0019】また、この実施例では、従来の第1電圧検
出回路が抵抗R48とR49とから形成されていたのに
対して、第1電圧検出回路と第2電圧検出回路とを構成
する各抵抗R48,R49,R51,R52との組合せ
で第1設定電圧値Vd1と第2設定電圧値Vd2とを検
出するように形成してある。回路単純化のためである。
【0020】なお、従来例(図3,図4)と共通する部
分については同一の符号を付し、その説明を簡略または
省略する。
【0021】図2において、従来の第1電圧検出回路
(R48,R49)には、直列接続された抵抗51と切
替接続素子Q51と切替接続素子Q52と抵抗52とが
並列接続され、かつ電路Lで接続されている。切替信号
SGNを出力(Hレベル)すると、切替接続素子Q51
がONしかつ切替接続素子Q52がOFFする。切替信
号SGNをLレベルとすれば、これとは逆になる。
【0022】切替信号SGNがLレベルの場合に、抵抗
R52が抵抗R49に並列接続され、かつこれら(R4
9,R52)が抵抗R48と安定電源系31に直列接続
され、2次直流電源電圧V21が第1設定電圧値Vd1
に対応する第1の所定電圧値(例えば、24V)以上と
なったときに制御信号CNTを出力する。つまり、この
実施例では、この状態が第1電圧検出回路(R48、R
49,R52)を構成するものと理解される。
【0023】また、切替信号SGNを出力(Hレベル)
とすると、切替接続素子Q51がONで切替接続素子Q
52がOFFとなるから、抵抗R51が抵抗R48と並
列接続され、かつこれら(R51,R48)と抵抗R4
9とが直列接続され、2次直流電源電圧V22が第2設
定電圧値Vd2に対応する第2の所定電圧値(例えば、
30V)以上となったときに制御信号CNTを出力す
る。つまり、この実施例では、この状態が第2電圧検出
回路(R51,R48、R49)を構成するものと理解
される。また、切替接続素子Q51がONとなりこの第
2電圧検出回路(R51,R48、R49)が2次直流
電源回路30(31)に接続される。
【0024】次に、この実施例の作用を説明する。切替
信号SGNがLレベルである通常状態では、切替接続素
子Q51がOFFで切替接続素子Q52がONであるか
ら、2次直流電源電圧V21の値が第1設定電圧値Vd
1に対応する第1の所定電圧値(24V)以上になる
と、第1電圧検出回路(R48、R49,R52)から
制御信号CNTが出力され、電圧制御用素子RG47を
駆動制御してホトカプラ46からフィードバック信号f
を出力する。したがって、制御回路40がスイッチング
素子15のON−OFF制御により2次側(30)への
電力エネルギーの供給量を減少調整するので、2次直流
電源電圧V21を安定化された第1の所定電圧値(24
V)にコントロールできる。すなわち、負荷(OUT)
を第1の所定電圧値で駆動することができる。
【0025】ここに、2次直流電源電圧を切替え(V2
1→V22)するには、切替信号SGNを出力(Hレベ
ル)とする。すると、切替接続素子Q51がONとなり
かつ切替接続素子Q52がOFFとなるので、2次直流
電源電圧V22の値が第2設定電圧値Vd2に対応する
第2の所定電圧値(30V)以上となると、第2電圧検
出回路(R51,R48、R49)から制御信号CNT
が出力される。したがって、制御回路40にフィードバ
ック信号fが帰還され2次側(30)への電力エネルギ
ーの供給量が調整されるので、2次直流電源電圧V22
を安定化された高圧側の第2の所定電圧値(30V)に
切替えることができる。
【0026】しかして、この実施例によれば、2次直流
電源回路30側の安定化回路45に、2次直流電源電圧
(V22)の値が第2設定電圧値Vd2に対応する第2
の所定電圧値(30V)以上となった場合に電圧制御用
素子RG47へ制御信号CNTを出力可能に形成された
第2電圧検出回路(R51,R48、R49)と、切替
信号SGNが入力(Hレベル)された場合に第1電圧検
出回路(R48、R49,R52)に代えて第2電圧検
出回路(R51,R48、R49)を2次直流電源回路
30(31)に接続する切替接続素子Q51,Q52と
を設け、切替信号SGNを入力(Hレベル)するだけで
2次直流電源電圧を第1設定電圧値Vd1に対応する安
定化された第1の所定電圧値(24V)から第2設定電
圧値Vd2に対応する安定化された第2の所定電圧値
(30V)に自動切替可能に構成されているので、非安
定電源系32(L22,D22,C221・C222)
や大容量の開閉素子55,56を設けかつ2つの切替信
号SGN1,SGN2を用いて切替えするように構成さ
れた従来例(図3)に比較して、大幅な小型・軽量化と
コスト低減が図れるとともに、切替前後の2次直流電源
電圧V21,V22の双方をともに安定化した高品位電
源とすることができかつ1つの切替信号Sで切替可能に
形成されているので切替制御が非常に容易である。
【0027】また、安定化回路45に、2つの抵抗R5
1,R52と,2つの切替接続素子Q51,Q52とを
設けるだけでよいから、この点からもコストを一段と引
下げられる。
【0028】また、第1電圧設定回路と第2電圧設定回
路とは、4つの抵抗R48,R49,R51,R52の
組合せとして一体的に形成されているので、第1設定電
圧値Vd1と第2設定電圧値Vd2との選択自由度が拡
がり、切替前後の2次直流電源電圧V21,V22の各
絶対値の選択性を大幅に拡大できる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、2次直流電源回路側の
安定化回路に、2次直流電源電圧の値が第2設定電圧値
に対応する第2の所定電圧値以上となった場合に電圧制
御用素子へ制御信号を出力可能に形成された第2電圧検
出回路と、切替信号が入力された場合に第1電圧検出回
路に代えて第2電圧検出回路を2次直流電源回路に接続
する切替接続素子とを設け、切替信号を入力するだけで
2次直流電源電圧を第1設定電圧値に対応する安定化さ
れた第1の所定電圧値から第2設定電圧値に対応する安
定化された第2の所定電圧値に自動切替可能に構成され
ているので、非安定電源系や大容量の開閉素子を設けか
つ2つの切替信号を用いて切替えするように構成された
従来例に比較して、大幅な小型・軽量化とコスト低減が
図れるとともに、切替前後の両2次直流電源電圧の双方
をともに安定化した高品位電源とすることができかつ1
つの制御信号で切替可能に形成されているので切替制御
が非常に容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。
【図2】同じく、安定化回路を説明するための図であ
る。
【図3】従来例を説明するための回路図である。
【図4】従来の安定化回路を説明するための図である。
【符号の説明】
10 1次直流電源回路 14 整流回路 C10 平滑コンデンサ 15 スイッチング素子 20 トランス L11 1次巻線 L12 補助巻線 L21 第1の2次巻線 L22 第2の2次巻線 30 2次直流電源回路 31 安定電源系 V21,V22 2次直流電源電圧 D21 ダイオード C211,C212 平滑コンデンサ 32 非安定電源系 40 制御回路 45 安定化回路 R46 抵抗 46 ホトカプラ RG47 電圧制御用素子 R48 (第1電圧検出回路,第2電圧検出回路) R49 (第1電圧検出回路,第2電圧検出回路) R51 (第2電圧検出回路) R52 (第1電圧検出回路) Vd1 第1設定電圧値 Vd2 第2設定電圧値 Q51,Q52 切替接続素子 SGN 切替信号 CNT 制御信号 V21,V22 2次直流電源電圧 f フィードバック信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 整流回路,平滑コンデンサ,スイッチン
    グ素子,制御回路を有する1次直流電源回路と、安定化
    回路を有する2次直流電源回路とをトランスを介して接
    続結合し、該安定化回路を第1電圧検出回路と直列接続
    された電圧制御用素子およびホトカプラとを含み,2次
    直流電源電圧の値が第1設定電圧値に対応する第1の所
    定電圧値以上となった場合に第1電圧検出回路から出力
    される制御信号に基づいてホトカプラから該制御回路へ
    フィードバック信号を出力可能に形成し、スイッチング
    素子をON−OFF制御しつつ2次直流電源を生成可能
    でかつ2次直流電源電圧の値を少くとも2段階に切替可
    能に構成されたトランス結合型スイッチング装置におい
    て、 前記安定化回路に、前記2次直流電源電圧の値が第2設
    定電圧値に対応する第2の所定電圧値以上となった場合
    に前記制御信号を出力可能に形成された第2電圧検出回
    路と、切替信号が入力された場合に第2電圧検出回路を
    前記2次直流電源回路に接続する切替接続素子とを設け
    た、ことを特徴とするトランス結合型スイッチング電源
    装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6314004B1 (en) 1998-05-13 2001-11-06 Funai Electric Co. Ltd. Switching power source

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6314004B1 (en) 1998-05-13 2001-11-06 Funai Electric Co. Ltd. Switching power source

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