JPH07337012A - 多出力スイッチング電源回路 - Google Patents

多出力スイッチング電源回路

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JPH07337012A
JPH07337012A JP12616494A JP12616494A JPH07337012A JP H07337012 A JPH07337012 A JP H07337012A JP 12616494 A JP12616494 A JP 12616494A JP 12616494 A JP12616494 A JP 12616494A JP H07337012 A JPH07337012 A JP H07337012A
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JP
Japan
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output
circuit
voltage
transformer
power supply
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Application number
JP12616494A
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English (en)
Inventor
Masaki Shiotani
正樹 塩谷
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で、低価額な多出力のスイッチング電源
を実現することをを目的にする。 【構成】 トランスの一次巻線に接続された主スイッ
チ、及びコンデンサと補助スイッチよりなるリセット回
路を具備し、主スイッチと補助スイッチを交互にオン・
オフさせるようにしたPWM制御方式の多出力スイッチ
ング電源回路において、前記トランスに巻かれた二次巻
線に誘起する正の電圧を整流・平滑化する従出力回路
と、前記二次巻線に誘起する負の電圧を整流・平滑化す
る従出力回路とを具備し、この両従出力回路を並列に接
続し、1本の前記二次巻線から正電圧と負電圧の2出力
を取り出すようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の電源
として好適な多出力のスイッチング電源回路に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】この種の多出力スイッチング電源回路の
従来例を図3に示す。図に於いて、10はコンバータ、
20は主出力回路、30は従出力回路、40はトラン
ス、50は帰還回路である。トランス40は一次巻線n
1と、主出力回路20用の二次巻線n2と、従出力回路
30用の一対の二次巻線n31とn32とよりなってい
る。帰還回路50は主出力回路20の出力電圧+Vの誤
差を検出する為の誤差増幅器51と、絶縁用フォトカプ
ラ52、及びPWM(パルス幅変調)制御回路53で構
成されている。
【0003】コンバータ10において、11は直流電源
で、トランス40の一次巻線n1に接続されている。1
2と13はスイッチで、夫々電界効果形トランジスタよ
りなっている。スイッチ12はPWM制御回路53の出
力により駆動される。スイッチ13はPWM制御回路5
3の出力により制御される補助トランス14を介して制
御される。15はスナバ用のコンデンサである。前記ス
イッチ12は直接に,スイッチ13はコンデンサ15を
介して夫々トランス40の一次巻線n1に接続されてい
る。16は寄生ダイオードで、スイッチ13に接続され
ている。スイッチ13とコンデンサ15及び寄生ダイオ
ード16とによりトランス・リセット回路が構成されて
いる。
【0004】主出力回路20において、21は可飽和イ
ンダクタ、22は整流用ダイオード、23は還流ダイオ
ード、24はチョークコイル、25は出力平滑用コンデ
ンサである。主出力回路20用の二次巻線n2の一端は
可飽和インダクタ21,整流用ダイオード22,及びチ
ョークコイル24を介して出力端子26に接続されてい
る。二次巻線n2の他端は出力端子27に接続され、こ
の出力端子27は共通電位点COMに接続されている。
チョークコイル24の両端には還流ダイオード23とコ
ンデンサ25が接続されている。出力端子26と27は
前記帰還回路を構成する誤差増幅器51の入力端子に接
続され、誤差増幅器51の出力端はフォトカプラ52を
介してPWM制御回路53に接続されている。
【0005】従出力回路30において、トランス40の
二次巻線n31とn32は直列に接続され、その接続点
は共通電位点COMに接続されている。31,31aは
可飽和インダクタ、32,32aは整流用ダイオード、
33,33aは還流ダイオード、34,34aはチョー
クコイル、35,35aは平滑用コンデンサ、36,3
6aは従出力回路の出力電圧をレギュレーションする為
のポストレギュレータ、37,37aは出力平滑用コン
デンサである。可飽和インダクタ31、整流用ダイオー
ド32、還流ダイオード33、チョークコイル34、平
滑用コンデンサ35、ポストレギュレータ36、及び出
力平滑用コンデンサ37により直流出力電圧+V2を得
る回路を構成し、可飽和インダクタ31a、整流用ダイ
オード32a、還流ダイオード33a、チョークコイル
34a、平滑用コンデンサ35a、ポストレギュレータ
36a、及び出力平滑用コンデンサ37aにより直流出
力電圧−V2を得る回路を構成している。
【0006】このような構成において、コンバータ10
を構成するスイッチ12を直接に,又スイッチ13を補
助トランス14を介して夫々PWM制御回路53の出力
により交互に導通させて直流電源11の電圧Viをオン
・オフさせると、それに応じてトランス40の主出力回
路20の二次巻線n2,及び従出力回路30の二次巻線
n31,n32には夫々電圧が誘起する。主出力回路2
0の二次巻線n2に誘起した電圧は可飽和インダクタ2
1、ダイオード22,23、チョークコイル24、及び
平滑用コンデンサ25を介して直流電圧+Vに変換さ
れ、端子26,27より取り出される。取り出された直
流電圧+Vは帰還回路50を構成する誤差増幅器51に
加えられて基準電圧と比較され、その誤差電圧はフォト
カプラ52を介してPWM制御回路53に加えられる。
PWM制御回路53は加えられる誤差電圧に応じてその
パルス幅が変調され、そのパルス幅に応じてスイッチ1
2,13のオン・オフが制御される。これにより、主出
力回路20より取り出される直流電圧+Vは一定値に制
御される。
【0007】このような状態において、従出力回路30
の二次巻線n31に誘起した電圧は可飽和インダクタ3
1、ダイオード32,33、チョークコイル34、平滑
用コンデンサ35,37を介して共通電位点COMを基
準として出力端子38より+V2で表される正の直流電
圧が取り出される。一方、従出力回路30の二次巻線n
32に誘起した電圧は可飽和インダクタ31a、ダイオ
ード32a,33a、チョークコイル34a、平滑用コ
ンデンサ35a,36aを介して共通電位点COMを基
準として出力端子38aより負の直流電圧−V2が取り
出される。
【0008】このような構成の多出力のスイッチング電
源は従来より用いられているが、従出力回路30におい
て正,負の出力を得るためにトランス40には従出力の
為に一対の二次巻線n31,32を必要とする。このよ
うな場合、 (1)トランス40が大型化し、電源装置の小型化,低
価額化の妨げとなる。 (2)トランス40の大きさに制限が有る場合はトラン
スの損失が大きくなり、電源の低効率化を招く。 (3)主スイッチに零電圧スイッチングを行わせる場合
に、各出力に可飽和インダクタが必要となり、部品点数
が多くなる。 等の問題がある。更に、従出力の出力電圧が小さい場合
には、このような構成は大きさの点で不利となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点に鑑みてなされたもので、その目的は小型で低価額
な多出力のスイッチング電源回路を実現することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、トランスの一
次巻線に接続された主スイッチ、及びコンデンサと補助
スイッチよりなるリセット回路を具備し、主スイッチと
補助スイッチを交互にオン・オフさせるようにしたPW
M制御方式の多出力のスイッチング電源回路において、
前記トランスに巻かれた二次巻線に誘起する正の電圧を
整流・平滑化する従出力回路と、前記二次巻線に誘起す
る負の電圧を整流・平滑化する従出力回路とを具備し、
この両従出力回路を並列に接続し、1本の前記二次巻線
から正電圧と負電圧の2出力を取り出すようにしたもの
である。
【0011】
【作用】このような本発明では、正電圧と負電圧の2つ
の出力を主トランスの1本の二次巻線から取り出され
る。
【0012】
【実施例】以下図面を用いて本発明を説明する。図1は
本発明の一実施例を示した回路構成図である。なお、図
1において、図3と同一部分については図3と同一符号
を付し、それらの再説明は省略する。図1において、6
0はトランスで、一次巻線n61と、主出力回路20の
二次巻線n62,及び従出力回路30の二次巻線n63
よりなっている。即ち、図3に示す従来の多出力のスイ
ッチング電源回路におけるトランス40では、従出力回
路30の二次巻線はn31とn32の2つの巻線を備え
ているが、本発明においてはこれがn63の1個となっ
ている。また、可飽和インダクタ31aが不用となり、
部品点数が削減されている。従出力回路30における整
流用ダイオード32aのカソード極はダイオード32の
アノード極に接続されている。
【0013】このような構成のスイッチング電源回路に
おいては、図3の回路と同様に主出力回路20の出力電
圧+Vを誤差増幅器51に入力し、この誤差増幅器の出
力で駆動されるPWM制御回路53の出力によりコンバ
ータ10を構成するスイッチ12と13を交互にオン・
オフさせることにより、主出力回路20の出力電圧+V
を一定値に制御するようにしている。スイッチ12と1
3は同時にオンしてしまうことのないように、適当なデ
ッドタイムが設けられている。また、トランス60のリ
セットは以下のようにして行われるようになっている。
【0014】即ち、主スイッチ12と補助スイッチ13
は逆位相でオン・オフされているので、主スイッチ12
のオフ期間にはトランス60の主インダクタンスとコン
デンサ15によって励磁電流が共振を起こしてコンデン
サ15が放電し、流れる励磁電流の方向が反転する。こ
のように、励磁電流が転流するため、トランス60内の
磁束がリセットされる。ここで、コンデンサ15が十分
に大きな容量値であれば、このコンデンサの両端電圧V
sはスイッチングの一周期においてほぼ一定値となる。
従って、主スイッチ12のオン期間は入力電圧Viが主
インダクタンスに加わり、オフ期間にはコンデンサ15
の両端電圧Vsと入力電圧Viの差が主インダクタンス
に印加される。定常期間にはオン期間とオフ期間の主イ
ンダクタンスにかかる電圧時間積は等しくなるので、T
をスイッチング周期、Dを主スイッチ12のオン・デュ
ーティとすると (Vi−Vs)(1−D)・T=Vi・D)・T …(1) が成り立つ。よって、主スイッチ12のオフ期間に一次
巻線にかかる電圧は (Vi−Vs)=D・Vi/(1−D) …(2) となる。このような状態において、従出力回路30の二
次巻線n63に誘起する電圧をV2とすると、この電圧
V2の波形は図2に示す如くなる。
【0015】図2において、定常状態においては“0”
レベルを堺としての面積との面積は常に等しくな
る。従って、で示される正の半波を図1に示す従出力
回路30を構成する可飽和インダクタ31、ダイオード
32,33、チョークコイル34で整流し、平滑回路を
構成するコンデンサ35で平均化すると、その平均化電
圧|+V2|は |+V2|=(Vi/n)×(DT/T)=D・Vi/n …(3) となる。一方、図2ので示される負の半波を可飽和イ
ンダクタ31、ダイオード32a,33a、チョークコ
イル34aで整流し、平滑回路を構成するコンデンサ3
5aで平均化すると、その平均化電圧|−V2|は |−V2|={D/(1−D)}×(Vi/n)×(1−D)T/T =D・Vi/n …(4) となる。なお、(3),(4)式において、 n;トランス60の一次巻線n61と二次巻線n63の
巻数比 を表すものである。(3),(4)式で示されるよう
に、正,負の半波の平均電圧は等しくなる。従って、ポ
スト・レギュレータ36,36aを通り、コモンCOM
を基準として出力端子38より取り出される電圧+V
と,出力端子38aより取り出される電圧−Vとは等し
くなる。
【0016】なお、ポスト・レギュレータ36,36a
により、|+V2|と|−V2|とを独立に定電圧制御
をすることができ、これにより出力端子38,38aよ
り取り出される電圧+V2と−V2とを非対称の電圧と
することもできる。また、可飽和インダクタ21,31
は主スイッチがターンオンした直後に二次側のダイオー
ド32がオンするタイミングを遅らせて、主スイッチ1
2が零電圧スイッチングができるようにするために付加
したものである。従って、零電圧スイッチングが必要で
ない場合は、可飽和インダクタ21と31を省略した構
成とすることもできる。
【0017】上述した実施例においては、フォワードコ
ンバータにコンデンサ15と補助スイッチ13よりなる
リセット回路を付加した場合について説明したが、本発
明の回路はフライバック方式等,トランスリセツト回路
を付加した全てのコンバータに適用することができる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、正電圧と負電圧の2つ
の出力を主トランスの1個の二次巻線から取り出すよう
に構成したので、主トランスの巻線構造を簡単化するこ
とができ、また主スイッチに零電圧スイッチングを行わ
せる場合は可飽和インダクタの点数を削減することがで
きる。その為、多出力のスイッチング電源の小型化,及
び低価額化に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるコンバータの一実施例を示した
回路構成図である。
【図2】本発明に係わるコンバータの動作を説明する為
の波形図である。
【図3】従来のコンバータの一例の回路構成図である。
【符号の説明】
10 コンバータ 11,12 スイッチ 15 コンデンサ 20 主出力回路 30 従出力回路 40 トランス 50 帰還回路 53 PWM制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トランスの一次巻線に接続された主スイッ
    チ、及びコンデンサと補助スイッチよりなるリセット回
    路を具備し、主スイッチと補助スイッチを交互にオン・
    オフさせるようにしたPWM制御方式の多出力のスイッ
    チング電源回路において、 前記トランスに巻かれた二次巻線に誘起する正の電圧を
    整流・平滑化する従出力回路と、前記二次巻線に誘起す
    る負の電圧を整流・平滑化する従出力回路とを具備し、
    この両従出力回路を並列に接続し、1本の前記二次巻線
    から正電圧と負電圧の2出力を取り出すようにしたこと
    を特徴とする多出力スイッチング電源回路。
JP12616494A 1994-06-08 1994-06-08 多出力スイッチング電源回路 Pending JPH07337012A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010178411A (ja) * 2009-01-27 2010-08-12 Murata Mfg Co Ltd 絶縁型スイッチング電源装置
CN106533212A (zh) * 2016-12-03 2017-03-22 中国电子科技集团公司第四十三研究所 低电压输入隔离型多路输出开关电源的电路拓扑结构

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