JPH10163042A - Transformer and switching power circuit - Google Patents

Transformer and switching power circuit

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JPH10163042A
JPH10163042A JP33142196A JP33142196A JPH10163042A JP H10163042 A JPH10163042 A JP H10163042A JP 33142196 A JP33142196 A JP 33142196A JP 33142196 A JP33142196 A JP 33142196A JP H10163042 A JPH10163042 A JP H10163042A
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JP
Japan
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winding
magnetic flux
transformer
control
power supply
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Application number
JP33142196A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Oyama
義樹 大山
Nobuo Ogura
伸郎 小倉
Nobuhiko Shikai
信彦 鹿井
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチング電源回路の低コスト化及び小型
/軽量化 【解決手段】 直交型ドライブトランスT1のコアに対
してマグネットMGを設けて、制御巻線NC に流れる制
御電流IC により発生する磁束φC1とは反対方向の磁束
φC2が定常的に発生されるようにする。この結果、制御
巻線に制御電流が流れず磁束φC1が発生しない状態で
は、共振形スイッチング電源回路の共振インピーダンス
が高い状態に維持されることで、スイッチング素子等の
部品の破壊が防止される。これにより、ソフトスタート
回路及び過電圧保護回路等を電源回路に設ける必要がな
くなる。
(57) Abstract: providing a magnet MG against cost and size / weight A core of the orthogonal drive transformer T1 of the switching power supply circuit, a control current flowing through the control winding N C The magnetic flux φ C2 in the direction opposite to the magnetic flux φ C1 generated by I C is generated constantly. As a result, in a state where the control current does not flow through the control winding and the magnetic flux φ C1 is not generated, the resonance impedance of the resonance type switching power supply circuit is maintained at a high state, thereby preventing the destruction of components such as the switching element. . This eliminates the need to provide a soft start circuit, an overvoltage protection circuit, and the like in the power supply circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トランス及びスイ
ッチング電源回路に関わり、例えば自励式のスイッチン
グ電源回路と、このようなスイッチング電源回路におい
て定電圧制御を図るために設けられる直交型のトランス
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transformer and a switching power supply circuit, for example, a self-excited switching power supply circuit and an orthogonal transformer provided for controlling a constant voltage in such a switching power supply circuit. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、先に本出願人により、自励式電
流共振形コンバータのスイッチング素子を駆動するため
のドライブトランスとして、直交型の可飽和リアクトル
とされた直交型トランスを設けることにより定電圧制御
を可能とした構成が提案されている。
2. Description of the Related Art For example, as a drive transformer for driving a switching element of a self-excited current resonance type converter, a quadrature transformer having a quadrature saturable reactor is provided by the applicant of the present invention. A configuration that enables control has been proposed.

【0003】図6は、このような直交型ドライブトラン
スの構成例を示している。この図に示す直交型ドライブ
トランスTは、それぞれ図示するようにして4本の磁脚
が形成されたコアCR1及びCR2が備えられ、これら
コアCR1及びCR2の4本の磁脚を互いに対向するよ
うにして組み合わせることにより本体コアCRが形成さ
れる。そして、本体コアCRにおける所定の2本の磁脚
に渡って図のように駆動巻線NB を被制御巻線として巻
装すると共に、この被制御巻線に対してその巻回方向が
直交するようにして、所定の2本の磁脚に渡って制御巻
線NC を巻装して形成される。上記駆動巻線NB は、例
えばスイッチング素子の自励発振回路を形成するインダ
クタンスLbを有するインダクタである。また、制御巻
線NC には、当該直交型ドライブトランスTが備えられ
る電源回路の二次側出力電圧レベルに対応してそのレベ
ルが可変される直流の制御電流IC が供給される。
FIG. 6 shows an example of the configuration of such an orthogonal drive transformer. The orthogonal drive transformer T shown in this figure is provided with cores CR1 and CR2 each having four magnetic legs formed as shown in the drawing, and the four magnetic legs of the cores CR1 and CR2 are opposed to each other. To form the main body core CR. Then, the wound around the drive winding N B as shown in FIG across magnetic leg of the predetermined two of the main body core CR as a controlled winding, its winding direction with respect to the controlled winding orthogonal so as to be formed by winding a control winding N C over a predetermined 2 magnetic legs of. The drive winding N B is, for example, an inductor having an inductance Lb of forming a self-oscillating circuit of the switching element. The control winding N C, the control current I C of the DC to that level in response to secondary side output voltage level of the power supply circuit to which the orthogonal drive transformer T is provided is variable is supplied.

【0004】そして、上記構成による直交型ドライブト
ランスTによる定電圧制御は、次のようにして行われ
る。ここでは、スイッチングコンバータとして自励式の
電流共振形コンバータが採用されている場合について説
明する。自励式の電流共振形コンバータでは、例えば、
スイッチング出力を二次側に伝送するためのコンバータ
トランスの一次巻線のインダクタンスと直列接続された
直列共振コンデンサのキャパシタンスとによって一次側
直列共振回路を形成して電流共振形の動作を得るように
構成される。
[0004] The constant voltage control by the orthogonal drive transformer T having the above configuration is performed as follows. Here, a case where a self-excited current resonance type converter is employed as the switching converter will be described. In a self-excited current resonant converter, for example,
A converter for transmitting the switching output to the secondary side, a primary side series resonance circuit is formed by the inductance of the primary winding of the converter transformer and the capacitance of the series resonance capacitor connected in series to obtain a current resonance type operation. Is done.

【0005】制御電流IC のレベルは、電源回路の二次
側出力電圧レベルの変動に応じて変化するが、例えば、
二次側出力電圧レベルが増加する方向に変化したとする
と、制御電流IC のレベルも大きくなるように制御され
る。図7は、制御巻線NC に供給される制御電流IC
レベルに対する駆動巻線NB のインダクタンスLbを示
す図であるが、この図から分かるように制御電流IC
レベルが大きくなるのに応じて、駆動巻線NB のインダ
クタンスLbは低下するように制御される。このように
して、駆動巻線NB のインダクタンスLbが変化するよ
うに制御されることによって、例えば上記インダクタン
スLbと共に自励発振回路を形成するコンデンサのキャ
パシタンスをCbとすると、 1/2π(Lb・Cb)1/2 で決定される自励発振回路の発振周波数が変化する。即
ち、スイッチング素子のスイッチング周波数が可変制御
される。これにより、前述した一次側直列共振回路に対
して設定された共振周波数に対してスイッチング周波数
(自励発振回路の発振周波数)が変化することになるた
め、スイッチング出力側からみた一次側直列共振回路の
インピーダンス(以下、共振インピーダンスという)も
これに伴って変化することになる。
The level of the control current I C changes in accordance with the fluctuation of the output voltage level on the secondary side of the power supply circuit.
Assuming that the secondary-side output voltage level changes in the increasing direction, the control current I C is also controlled to increase. Figure 7 is a view showing an inductance Lb drive winding N B on the level of the control current I C to be supplied to the control winding N C, the level of the control current I C as can be seen from this figure increases in response to the inductance Lb drive winding N B is controlled to decrease. In this way, by the inductance Lb drive winding N B is controlled to vary, for example, the capacitance of the capacitor that forms a self-oscillating circuit together with the inductance Lb When Cb, 1 / 2π (Lb · Cb) The oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit determined by 1/2 changes. That is, the switching frequency of the switching element is variably controlled. As a result, the switching frequency (the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit) changes with respect to the resonance frequency set for the above-described primary-side series resonance circuit. Therefore, the primary-side series resonance circuit viewed from the switching output side. (Hereinafter referred to as resonance impedance) also changes accordingly.

【0006】このようなインピーダンスの特性は図8に
示されており、共振インピーダンスZをスイッチング周
波数fとの関係により示している。この図において、周
波数faは一次側直列共振回路の共振周波数であり、こ
の周波数faのときが最もインピーダンスが低くなる。
そして、直交型ドライブトランスTを備えた定電圧制御
方式では、その制御電流IC のレベル可変範囲に応じた
動作範囲として、図8に示すように、一次側直列共振回
路の共振周波数faよりも高い周波数f1 の範囲(アッ
パーサイド)でスイッチング周波数が可変されるように
構成している。そして、この図に示す動作範囲において
共振インピーダンスを可変制御することで、スイッチン
グ出力として一次側直列共振回路を形成する一次巻線に
供給される電流レベルが変化することになる。これによ
って、コンバータトランスを介して二次側で伝送される
出力が変化して、二次側出力電圧が定電圧化されるよう
に制御されることになる。
[0008] Such impedance characteristics are shown in FIG. 8, which shows the resonance impedance Z in relation to the switching frequency f. In this figure, the frequency fa is the resonance frequency of the primary side series resonance circuit, and the impedance becomes lowest at this frequency fa.
Then, the constant voltage control system provided with orthogonal drive transformer T, as the operating range corresponding to the level variable range of the control current I C, as shown in FIG. 8, than the resonance frequency fa of the primary side series resonant circuit switching frequency is configured to be variable in a range of high frequency f 1 (the upper-side). By variably controlling the resonance impedance in the operation range shown in this figure, the current level supplied to the primary winding forming the primary side series resonance circuit as a switching output changes. As a result, the output transmitted on the secondary side via the converter transformer changes, and the secondary side output voltage is controlled to be constant.

【0007】例えば、二次側出力電圧が上昇するように
変動した場合であれば、これに応じて制御電流IC のレ
ベルが増加することによって、駆動巻線NB のインダク
タンスが低下する。これによって、図8に示した動作範
囲内でスイッチング周波数が高くなるように制御される
のに応じてインピーダンスZは大きくなるように変化す
る。このようにしてインピーダンスZが大きくなるのに
応じて、一次側直列共振回路を形成するコンバータトラ
ンスの一次巻線に流れる電流レベルが抑制されて、二次
側出力電圧のレベルが低下するように制御される。
[0007] For example, when the secondary output voltage varies to rise, by the level of the control current I C is increased accordingly, the inductance of the drive winding N B is reduced. As a result, the impedance Z changes to increase as the switching frequency is controlled to increase within the operation range shown in FIG. As the impedance Z increases in this way, the level of the current flowing through the primary winding of the converter transformer forming the primary side series resonance circuit is suppressed, and the level of the secondary side output voltage is reduced. Is done.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成により自励式の電源回路の定電圧制御を行う構成
においては、例えば起動時に際して、まだ制御巻線NC
に制御電流IC が流れていない状態で、二次側の整流用
の電解コンデンサを充電する時に生じる過大な充電電流
によって、一時的に二次側が短絡状態となった場合に、
この影響が一次側に及んでスイッチングトランジスタ等
の部品素子が破壊される可能性がある。また、例えば直
交型ドライブトランスの制御巻線NC が断線する等の不
良によって制御電流IC が流れない場合、図8から分か
るように、スイッチング素子の自励発振回路の発振周波
数は一次側直列共振回路の共振周波数faに最も近付
き、一次側共振回路のインピーダンスが最も低い状態が
維持されることになる。このような状態では、例えばス
イッチング素子から一次側直列共振回路に対して過大な
スイッチング出力を供給する状態が継続されるために、
スイッチング素子等が破壊される可能性がある。
By the way, in the configuration for performing the constant voltage control of the self-excited power supply circuit by the above configuration, for example, at the time of startup, the control winding N C is still required.
When the secondary side is temporarily short-circuited by an excessive charging current generated when the secondary side rectifying electrolytic capacitor is charged in a state where the control current I C is not flowing to the secondary side,
This influence may affect the primary side, and component elements such as switching transistors may be destroyed. When the control current I C does not flow due to a defect such as disconnection of the control winding N C of the orthogonal drive transformer, as can be seen from FIG. 8, the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit of the switching element is changed to the primary side series. The resonance frequency fa of the resonance circuit becomes the closest, and the state where the impedance of the primary side resonance circuit is the lowest is maintained. In such a state, for example, a state in which an excessive switching output is supplied from the switching element to the primary-side series resonance circuit is continued.
Switching elements and the like may be destroyed.

【0009】この対策として、例えば補助電源を利用し
て動作するソフトスタート回路を設けて、一時的に二次
側が短絡状態となることを防止するようにすると共に、
過電圧保護回路を設けて、直交型ドライブトランスによ
る定電圧制御が不能となって二次側出力電圧が異常に上
昇したような場合にスイッチング動作を停止させる等し
て回路の保護を行うようにしている。ところが、上記ソ
フトスタート回路及び過電圧保護回路を設けることによ
り、部品点数はそれだけ増加することになるため、それ
だけ電源回路自体の低コスト化及び小型/軽量化の促進
の妨げとなる。
As a countermeasure, for example, a soft start circuit that operates using an auxiliary power supply is provided to prevent a temporary short-circuit on the secondary side.
An overvoltage protection circuit is provided to protect the circuit by, for example, stopping the switching operation when the constant voltage control by the orthogonal drive transformer becomes impossible and the secondary output voltage rises abnormally. I have. However, by providing the soft start circuit and the overvoltage protection circuit, the number of components is increased accordingly, which hinders the promotion of cost reduction and reduction in size and weight of the power supply circuit itself.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た課題を考慮して、所定の機能を有するとされる被制御
巻線と、この被制御巻線に対してその巻回方向が直交す
るようにして設けられ、所定の制御目標値が得られるよ
うにそのレベルが可変される制御電流が供給される制御
巻線とが巻装される直交型のトランスにおいて、上記制
御巻線に制御電流を流すことにより発生する第1の磁束
の方向に対して、これとは反対方向の第2の磁束を発生
させる磁束発生手段を設けることとした。また、上記被
制御巻線は、自励式によりスイッチング素子を駆動する
ための自励発振回路を形成するインダクタンスであるこ
ととした。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a controlled winding having a predetermined function and a winding direction orthogonal to the controlled winding. And a control winding supplied with a control current whose level is varied so as to obtain a predetermined control target value. A magnetic flux generating means for generating a second magnetic flux in a direction opposite to the direction of the first magnetic flux generated by flowing the current is provided. Further, the controlled winding is an inductance forming a self-excited oscillation circuit for driving the switching element in a self-excited manner.

【0011】また、商用電源を整流平滑化して得られる
整流平滑電圧を入力して共振形のスイッチング動作を行
うスイッチング電源回路において、所定の機能を有する
とされる被制御巻線と、この被制御巻線に対してその巻
回方向が直交するようにして設けられ、二次側出力電圧
レベルについて所定の制御目標値が得られるようにその
レベルが可変される制御電流が供給される制御巻線とが
巻装されると共に、上記制御巻線に制御電流を流すこと
により発生する第1の磁束の方向に対して、これとは反
対方向の第2の磁束を発生させる磁束発生手段が備えら
れた直交型のトランスを備えて構成することとした。
Further, in a switching power supply circuit that performs a resonance type switching operation by inputting a rectified and smoothed voltage obtained by rectifying and smoothing a commercial power supply, a controlled winding having a predetermined function; A control winding provided with a winding direction orthogonal to the winding and supplied with a control current whose level is varied such that a predetermined control target value is obtained for a secondary output voltage level And a magnetic flux generating means for generating a second magnetic flux in a direction opposite to the first magnetic flux generated by passing a control current through the control winding. And an orthogonal transformer.

【0012】上記構成によれば、直交型トランスの制御
巻線に制御電流が流れない状態では、上記制御巻線に上
記制御電流を流したときに発生する磁束とは反対方向の
磁束が有効となる。これにより、例えば自励式の共振形
のスイッチング電源回路において自励発振回路を形成す
るインダクタを被制御巻線とした場合には、所定の動作
範囲内でスイッチング周波数が最も高い状態となるよう
に制御される結果、共振形電源回路の共振インピーダン
スは、スイッチング周波数に対応する最も高い状態で維
持されることになる。
According to the above configuration, in a state where the control current does not flow through the control winding of the orthogonal transformer, the magnetic flux in the opposite direction to the magnetic flux generated when the control current flows through the control winding is effective. Become. Thus, for example, when the controlled winding is an inductor forming a self-excited oscillation circuit in a self-excited resonance type switching power supply circuit, control is performed so that the switching frequency is the highest in a predetermined operation range. As a result, the resonance impedance of the resonance type power supply circuit is maintained at the highest state corresponding to the switching frequency.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態とし
てのスイッチング電源回路の構成例を概略的に示す回路
図である。この図に示すスイッチング電源回路は自励式
による電流共振形のスイッチングコンバータを備えて構
成されるものである。この図に示す電源回路は、直流電
源E1を動作電源としている。この直流電源E1は、例
えば、実際には商用交流電源を入力して整流平滑化する
整流平滑回路によって得ることができる。
FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing a configuration example of a switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention. The switching power supply circuit shown in this figure is provided with a self-excited current resonance type switching converter. The power supply circuit shown in this figure uses a DC power supply E1 as an operation power supply. This DC power supply E1 can be obtained, for example, by a rectifying and smoothing circuit that actually receives a commercial AC power supply and performs rectification and smoothing.

【0014】この図に示す自励式の電流共振形コンバー
タとしては、図のようにハーフブリッジ結合された2つ
のスイッチング素子Q1 、Q2 が備えられ、上記直流電
源E1を動作電源としてスイッチング動作を行う。この
場合、スイッチング素子Q1のコレクタが直流電源E1
の正極と接続され、エミッタはスイッチング素子Q2
コレクタと接続される。スイッチング素子Q2 のエミッ
タは直流電源E1の負極に接続される。
The self-excited current resonance type converter shown in FIG. 1 is provided with two switching elements Q 1 and Q 2 half-bridge-coupled as shown in the figure, and performs switching operation using the DC power supply E1 as an operation power supply. Do. In this case, the collector of the switching element Q 1 is a direct current power source E1
Is connected to the positive electrode, the emitter is connected to the collector of the switching element Q 2. The emitter of the switching element Q 2 is connected to the negative electrode of the DC power supply E1.

【0015】また、スイッチング素子Q1 、Q2 の各コ
レクタ−ベース間には、それぞれ起動抵抗RS1、RS2
挿入される。また、スイッチング素子Q1 、Q2 の各ベ
ースと後述する自励発振回路間に挿入される抵抗RB1
B2により、スイッチング素子Q1 、Q2 のベース電流
(ドライブ電流)を調整する。また、スイッチング素子
1 、Q2 の各ベース−エミッタ間にはそれぞれクラン
プダイオードDB1、DB2が挿入される。そして、共振コ
ンデンサCB1、CB2は次に説明する直交型ドライブトラ
ンスTの駆動巻線NB1、NB2と共に、スイッチング素子
を自励発振駆動するための直列共振回路(自励発振回
路)を形成している。また、スイッチング素子Q2 のコ
レクタ−エミッタ間に対して並列に接続されるコンデン
サC2 は、スイッチング素子Q1 、Q2 のスイッチング
動作により発生するスイッチングノイズを吸収する作用
を有する。
Further, starting resistors R S1 and R S2 are inserted between the collectors and the bases of the switching elements Q 1 and Q 2 , respectively. Further, a resistor R B1 inserted between each base of the switching elements Q 1 and Q 2 and a self-excited oscillation circuit described later,
The R B2, adjusts the base current of the switching element Q 1, Q 2 (drive current). Further, the bases of the switching elements Q 1, Q 2 - each clamp diode between the emitter D B1, D B2 is inserted. The resonance capacitors C B1 and C B2 together with the drive windings N B1 and N B2 of the orthogonal drive transformer T to be described below form a series resonance circuit (self-excited oscillation circuit) for driving the switching element by self-excited oscillation. Has formed. The collector of the switching element Q 2 - capacitor C 2 connected in parallel to emitter has a function of absorbing the switching noise generated by the switching operation of the switching element Q 1, Q 2.

【0016】直交型ドライブトランスT(Power Regula
ting Transformer) は、スイッチング素子Q1 、Q2
駆動すると共にスイッチング周波数を可変制御する。こ
の直交型ドライブトランスTは、駆動巻線NB1、N
B2と、駆動巻線NB1を巻き上げるようにして設けられる
共振電流検出巻線ND に対して、その巻回方向が直交す
るようにして巻装された制御巻線NC が設けられる直交
型の可飽和リアクトルとされている。駆動巻線NB1は、
その一端が共振コンデンサCB1−抵抗RB1を介してスイ
ッチング素子Q1 のベースと接続され、他端はスイッチ
ング素子Q1 のエミッタに接続される。また、駆動巻線
B2の一端は直流電源E1の負極に接地されると共に、
他端は共振コンデンサCB2−抵抗RB2を介してスイッチ
ング素子Q2 のベースと接続されており、駆動巻線NB1
とは逆の極性の電圧が出力されるようにされている。
An orthogonal drive transformer T (Power Regula)
The ting transformer drives the switching elements Q 1 and Q 2 and variably controls the switching frequency. The orthogonal drive transformer T includes drive windings N B1 , N B
An orthogonal type in which a control winding N C wound so that the winding direction is orthogonal to B 2 and a resonance current detection winding N D provided to wind up the drive winding N B1 is provided. Saturable reactor. The drive winding N B1 is
One end of the resonant capacitor C B1 - is connected to the base of switching element Q 1 via the resistor R B1, the other end is connected to the emitter of the switching element Q 1. Further, one end of the drive winding N B2 is grounded to the negative electrode of the DC power source E1,
The other end resonant capacitor C B2 - via a resistor R B2 is connected to the base of the switching element Q 2, drive winding N B1
A voltage having a polarity opposite to that of the above is output.

【0017】コンバータトランスT2は、一次巻線N1
と二次巻線N2A,N2Bを巻装して構成される。上記コン
バータトランスT2の一次巻線N1 の一端は、直列共振
コンデンサC1 −共振電流検出巻線ND の直列接続を介
してスイッチング素子Q1 のエミッタとスイッチング素
子Q2 のコレクタの接続点(スイッチング出力点)と接
続される。また、一次巻線N1 の他端は直流電源E1の
負極と接続される。上記接続形態によると、コンバータ
トランスT2の一次巻線N1 と直列共振コンデンサC1
は直列に接続されることになるが、一次巻線N1 を巻装
したコンバータトランスT2のインダクタンス成分と直
列共振コンデンサC1 のキャパシタンスとによって、こ
のスイッチングコンバータを電流共振形の動作とするた
めの直列共振回路を形成する。そして、この直列共振回
路に対してスイッチング素子Q1 、Q2 のスイッチング
動作により得られるスイッチング出力が供給されること
になる。
The converter transformer T2 includes a primary winding N 1
And the secondary windings N 2A and N 2B are wound. One end of the primary winding N 1 of the converter transformer T2, series resonant capacitor C 1 - resonance current detecting winding N through a series connection junction point of the emitter and collector of the switching element Q 2 of the switching element to Q 1 D ( Switching output point). The other end of the primary winding N 1 is connected to the negative electrode of the DC power supply E1. According to the above connection configuration, the primary winding N 1 and the series resonant capacitor C 1 of the converter transformer T2
Is to be connected in series, the inductance component of the converter transformer T2 which wound a primary winding N 1 and the series resonant capacitor C 1 by the capacitance to the switching converter and the operation of the current resonance type Form a series resonant circuit. Then, a switching output obtained by the switching operation of the switching elements Q 1 and Q 2 is supplied to this series resonance circuit.

【0018】コンバータトランスT2の二次側には、二
次巻線N2A、N2B、整流ダイオードD1 ,D2 及び平滑
コンデンサCO からなる全波整流回路が形成されてお
り、コンバータトランスT2の一次巻線N1 に得られた
スイッチング出力が二次巻線N2A、N2Bに励起されるこ
とにより、上記全波整流回路から直流の二次側出力電圧
O が取り出されることになる。
On the secondary side of the converter transformer T2, a full-wave rectifier circuit including secondary windings N 2A and N 2B , rectifier diodes D 1 and D 2 and a smoothing capacitor C O is formed. The switching output obtained in the primary winding N 1 is excited by the secondary windings N 2A and N 2B , so that the DC secondary-side output voltage E O is extracted from the full-wave rectifier circuit. .

【0019】これまで説明してきた電流共振形コンバー
タのスイッチング動作としては次のようになる。先ず、
例えば商用交流電源が投入されるなどして直流電源E1
が得られると、、直流電源E1から起動抵抗RS1、RS2
を介してスイッチング素子Q1 、Q2 のベースにベース
電流が供給されることになるが、例えばスイッチング素
子Q1 が先にオンとなったとすれば、スイッチング素子
2 はオフとなるように制御される。そしてスイッチン
グ素子Q1 の出力として、共振電流検出巻線ND →直列
共振コンデンサC1 →一次巻線N1 に共振電流が流れる
が、この共振電流が0となる近傍でスイッチング素子Q
2 がオン、スイッチング素子Q1 がオフとなるように制
御される。そして、スイッチング素子Q2 を介して先と
は逆方向の共振電流が流れる。以降、スイッチング素子
1 、Q2 が交互にオンとなる自励式のスイッチング動
作が開始される。このように、直流電源E1を動作電源
としてスイッチング素子Q1 、Q2 が交互に開閉を繰り
返すことによって、コンバータトランスT2の一次側巻
線N1 に共振電流波形に近いドライブ電流を供給する。
The switching operation of the current resonance type converter described so far is as follows. First,
For example, when a commercial AC power supply is turned on, the DC power supply E1 is turned on.
Is obtained, the starting resistors R S1 and R S2 are supplied from the DC power supply E1.
A base current is supplied to the bases of the switching elements Q 1 and Q 2 via the switch. For example, if the switching element Q 1 is turned on first , the switching element Q 2 is controlled to be turned off. Is done. And as the output of the switching element Q 1, the resonance current detecting winding N D → series resonant capacitor C 1 → primary winding N 1 to the resonance current flows, but the switching element Q in the vicinity of the resonance current becomes 0
2 is turned on, the switching element Q 1 is controlled so as to be turned off. The reverse resonant current flows from the preceding through the switching element Q 2. Thereafter, a self-excited switching operation in which the switching elements Q 1 and Q 2 are turned on alternately is started. As described above, the switching elements Q 1 and Q 2 alternately open and close using the DC power supply E 1 as an operation power supply, thereby supplying a drive current close to the resonance current waveform to the primary winding N 1 of the converter transformer T 2.

【0020】図1に示す制御回路1は、例えば誤差増幅
器等によって構成される。この制御回路1は二次側出力
電圧EO の変動に応じて可変したレベルの直流電流であ
る制御電流IC を直交型ドライブトランスT1の制御巻
線NC に供給する。そして、直交型ドライブトランスT
1においては、後述するようにして、制御巻線NC に供
給された制御電流IC によりスイッチング素子Q1 、Q
2 のスイッチング周波数を可変することによって、定電
圧制御を行うようにされる。
The control circuit 1 shown in FIG. 1 is composed of, for example, an error amplifier. The control circuit 1 supplies a control current I C , which is a DC current of a variable level according to a change in the secondary output voltage E O , to the control winding N C of the orthogonal drive transformer T1. And the orthogonal drive transformer T
1, the switching elements Q 1 and Q 1 are controlled by the control current I C supplied to the control winding N C as described later.
By changing the switching frequency of 2 , the constant voltage control is performed.

【0021】図2は、上記図1に示す直交型ドライブト
ランスT1の構造を示すものであり、図6と同一部分に
は同一符号を付している。この図に示す本実施の形態と
しての直交型ドライブトランスT1も、図4に示した直
交型ドライブトランスTと同様に、それぞれ4本の磁脚
を有するようにして形成された2つのコアCR1及びC
R2が設けられ、これらコアCR1及びCR2の4本の
磁脚を対向するようにして組み合わせることにより本体
コアCRが形成される。そしてこの場合にも、本体コア
CRにおける所定の2本の磁脚に渡って図のように駆動
巻線NB1、NB2を被制御巻線として巻装すると共に、こ
の被制御巻線に対してその巻回方向が直交するようにし
て、所定の2本の磁脚に渡って制御巻線NC を巻装して
いる。なお、この図では駆動巻線NB1、NB2の巻装部分
においては1組の巻線が巻装された状態が示されている
が、実際には駆動巻線NB1及びNB2の2組の巻線が互い
に絶縁された状態で巻装されているものである。また、
図1によれば、実際の直交型ドライブトランスT1には
電流検出巻線ND も巻装されているのであるが、ここで
は説明の都合上、その図示を省略している。
FIG. 2 shows the structure of the orthogonal drive transformer T1 shown in FIG. 1, and the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. The orthogonal drive transformer T1 according to the present embodiment shown in this figure also has two cores CR1 and CR2 each formed to have four magnetic legs, similarly to the orthogonal drive transformer T shown in FIG. C
R2 is provided, and the main body CR is formed by combining the four magnetic legs of the cores CR1 and CR2 so as to face each other. Also in this case, the drive windings N B1 and N B2 are wound as controlled windings over two predetermined magnetic legs in the main body core CR as shown in FIG. its winding as directions are perpendicular, it is wound the control winding N C over a predetermined 2 magnetic legs of Te. Incidentally, the second is the state where one set of windings is wound is illustrated in wound portion of this figure drive windings N B1, N B2, actually drive winding N B1 and N B2 A pair of windings are wound in a state where they are insulated from each other. Also,
According to FIG. 1, the actual orthogonal drive transformer T1 but is what is wound also current detecting winding N D, where for convenience of description, are not shown.

【0022】そして、本実施の形態の直交型ドライブト
ランスT1においては、図のようにコアCR2の外側側
面に対してマグネットMGが取り付けられるようにして
設けられている。本実施の形態においては、例えば制御
巻線NC に対して制御電流IC を流した場合には、本体
コアCRにおいて、図の破線の矢印で示す方向の磁束φ
C1が発生するようになっている。これに対して、上記マ
グネットMGは、本体コアCRに対して磁束φC2を定常
的に発生させることになるが。この磁束φC2は、例えば
マグネットMGにおける斜線部分がN極となるように取
り付けられることで、本体コアCRにおいて、図の実線
の太い矢印で示す方向の磁界を発生させるようにしてい
る。即ち、マグネットMGは、磁束φC1とは反対方向の
磁束φC2を発生させるために設けられるものである。
In the orthogonal drive transformer T1 of the present embodiment, the magnet MG is provided so as to be attached to the outer side surface of the core CR2 as shown in the figure. In the present embodiment, for example, when the control current I C is applied to the control winding N C , the magnetic flux φ in the direction indicated by the dashed arrow in FIG.
C1 is generated. On the other hand, the magnet MG constantly generates the magnetic flux φ C2 to the main body core CR. The magnetic flux φ C2 is attached, for example, so that a hatched portion of the magnet MG becomes an N pole, thereby generating a magnetic field in a direction indicated by a solid thick arrow in the drawing in the main body core CR. That is, the magnet MG is provided to generate a magnetic flux φ C2 in a direction opposite to the magnetic flux φ C1 .

【0023】図3は、上記図2に示した本実施の形態の
直交型ドライブトランスT1における駆動巻線NB1、N
B2の各インダクタンスLbの特性を、制御電流IC のレ
ベルとの関係により示している。直交型ドライブトラン
スT1においては、マグネットMGにより定常的に磁束
φC2が発生していることで、制御巻線NC に制御電流I
C が流れていない状態では、例えば本体コアCRが飽和
状態にあり、これによって駆動巻線NB1、NB2のインダ
クタンスLbは、図3に示すように非常に小さいものと
なっている。そして、制御巻線NC に制御電流IC を流
すことにより上述した磁束φC1が発生することになる
が、この制御電流IC のレベルが大きくなるのに応じて
磁束φC1の磁界強度も強くなっていくことになる。この
磁束φC1の方向はマグネットMGの磁束φC2に対して逆
方向であることから、磁束φC1が強くなるのに従って、
マグネットMGの磁束φC2をキャンセルする働きが強く
なっていくことになる。この結果、図3に示すようにし
て制御電流IC のレベルが大きくなっていくのに応じて
本体コアCRの飽和が弱められて、インダクタンスLb
は大きくなっていく特性が得られることになる。この特
性は、例えば従来例として図7に示したインダクタンス
特性と逆の特性を有するものとなる。
FIG. 3 shows drive windings N B1 , N B in the orthogonal drive transformer T1 of the present embodiment shown in FIG.
The characteristics of each inductance Lb of B2, shows the relationship between the level of the control current I C. In orthogonal drive transformer T1, by constantly flux phi C2 is generated by the magnet MG, the control current I to the control winding N C
In a state where C is not flowing, for example, the main body core CR is in a saturated state, and thus the inductance Lb of the drive windings N B1 and N B2 is very small as shown in FIG. When the control current I C flows through the control winding N C , the above-described magnetic flux φ C1 is generated. As the level of the control current I C increases, the magnetic field strength of the magnetic flux φ C1 also increases. It will become stronger. Since the direction of this magnetic flux φ C1 is opposite to the magnetic flux φ C2 of the magnet MG, as the magnetic flux φ C1 becomes stronger,
The function of canceling the magnetic flux φ C2 of the magnet MG becomes stronger. As a result, as shown in FIG. 3, as the level of the control current I C increases, the saturation of the main body core CR is weakened, and the inductance Lb
Means that the characteristics of increasing are obtained. This characteristic has, for example, the opposite characteristic to the inductance characteristic shown in FIG. 7 as a conventional example.

【0024】このため、上記図3に示す特性を有する直
交型ドライブトランスT1を備えた図1のスイッチング
電源回路では、例えば二次側出力電圧EO が上昇するよ
うに変動するのに応じて、そのレベルが所定範囲内で減
少するように可変される制御電流IC を制御巻線NC
供給するように制御回路1を構成することになる。これ
によって、本実施の形態においても先に図8にて説明し
たと同様の動作範囲内においてスイッチング周波数を可
変して、電源回路の共振インピーダンスを制御すること
が可能となる。つまり、二次側出力電圧EO が上昇する
ように変動したのであれば、制御回路1により制御電流
C のレベルは減少するように制御されて、これにより
インダクタンスLbも小さくなるようにされる。これに
よって、スイッチング周波数は高くなるのにつれてスイ
ッチング電源回路の共振インピーダンスが高くなり、一
次巻線N1 に流れる共振電流が減少する。この結果、二
次側出力電圧EO のレベルは抑制されて二次側出力電圧
O の安定化を図ることが可能となる。
For this reason, in the switching power supply circuit of FIG. 1 provided with the orthogonal drive transformer T1 having the characteristic shown in FIG. 3, for example, as the secondary output voltage E O fluctuates so as to increase, The control circuit 1 is configured to supply a control current I C, which is varied so that the level falls within a predetermined range, to the control winding N C. As a result, also in the present embodiment, it is possible to control the resonance impedance of the power supply circuit by changing the switching frequency within the same operation range as described above with reference to FIG. That is, if the secondary-side output voltage E O fluctuates so as to increase, the control circuit 1 controls the level of the control current I C to decrease, thereby decreasing the inductance Lb. . Thus, the switching frequency is the resonance impedance of the switching power supply circuit is increased as high resonance current flowing through the primary winding N 1 is reduced. As a result, the level of the secondary output voltage E O is suppressed, and the secondary output voltage E O can be stabilized.

【0025】そして、直交型ドライブトランスT1を備
えた本実施の形態のスイッチング電源回路において、例
えば起動時における平滑コンデンサに対する初期充電に
より二次側が短絡状態となったような場合、あるいは制
御巻線NC が断線する等して制御電流IC が制御巻線N
C に流れなくなったような状態時について考慮してみ
る。このような状態では、図3にて説明したように駆動
巻線NB1及びNB2の各インダクタンスLbは最も小さい
状態が維持されることになる。これによりスイッチング
周波数(自励発振回路の発振周波数)fは上記インダク
タンスLbの値に対応した最も高い状態となる。そし
て、図8にて説明した共振インピーダンスも、上記スイ
ッチング周波数に対応する最も高い値となるように制御
されることになる。これにより、例えば、スイッチング
出力として一次巻線N1 に流すべき電流レベルは制限さ
れ、従来例で述べたようなスイッチング素子等を初めと
する部品素子が破壊される可能性は極めて低くなるよう
にされる。このため、図1に示したような本実施の形態
のスイッチング電源回路においては、補助電源を利用し
て動作するソフトスタート回路や、過電圧保護回路を設
ける必要はなくなる。
In the switching power supply circuit of the present embodiment having the orthogonal drive transformer T1, for example, when the secondary side is short-circuited by the initial charging of the smoothing capacitor at the time of startup, or when the control winding N The control current I C is changed to the control winding N
Let's consider the situation where it does not flow to C. In such a state, as described with reference to FIG. 3, the inductances Lb of the drive windings N B1 and N B2 are kept at the minimum. As a result, the switching frequency f (the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit) becomes the highest state corresponding to the value of the inductance Lb. Then, the resonance impedance described with reference to FIG. 8 is also controlled to have the highest value corresponding to the switching frequency. Thus, for example, the current level to be supplied to the primary winding N 1 as switching output is limited, the possibility of component elements including the mentioned above switching elements and the like in the conventional example are destroyed so that extremely low Is done. Therefore, in the switching power supply circuit of the present embodiment as shown in FIG. 1, there is no need to provide a soft start circuit that operates using an auxiliary power supply or an overvoltage protection circuit.

【0026】図4には、本発明の他の実施の形態として
の直交型ドライブトランスの構成例が示されている。な
お、この図において、図2と同一部分は同一符号を付し
て説明を省略する。この図に示す直交型ドライブトラン
スT1−Aにおいては、例えば制御巻線NC を巻装した
2本の磁脚の略中央部分に対して、それぞれマグネット
MG1、MG1を挟み込むようにして取り付けている。
そして、この場合にも図の太い破線の矢印で示す磁界方
向の磁束φC2を発生させるようにしてその極性を考慮し
て取り付けられる。このように構成しても、図3と同様
のインダクタンスLbの特性が得られることになる。ま
た、直交型ドライブトランスT1−Aの場合には、磁脚
部分に挟み込むようにしてマグネットMG1、MG1が
取り付けられるために、そのトランス自体のサイズや重
量は、例えば図6に示した従来のものと同等となって、
小型/軽量化の点では有利となる。なお、直交型ドライ
ブトランスT1−Aの製造時においては、コアCR1若
しくはコアCR2の磁脚端部にマグネットMG1、MG
1を取り付けた上で、コアCR1、CR2を接合するよ
うにして組み合わせればよい。また、制御巻線NCを巻
装していない残りの2本の磁脚部分に対してマグネット
MG1、MG1を設けることも考えられる。
FIG. 4 shows a configuration example of a quadrature drive transformer as another embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. In orthogonal drive transformer T1-A shown in the figure, for example, with respect to a substantially central portion of the two magnetic legs which wound the control winding N C, respectively attached so as to sandwich the magnet MG1, MG1 .
Also in this case, the mounting is performed in consideration of the polarity so as to generate a magnetic flux φ C2 in a magnetic field direction indicated by a thick broken arrow in the drawing. Even with such a configuration, the same characteristic of the inductance Lb as in FIG. 3 can be obtained. Further, in the case of the orthogonal drive transformer T1-A, since the magnets MG1 and MG1 are attached so as to be sandwiched between the magnetic legs, the size and weight of the transformer itself are, for example, the conventional one shown in FIG. Is equivalent to
This is advantageous in terms of reducing the size and weight. During the manufacture of the orthogonal drive transformer T1-A, the magnets MG1, MG1
1 and then the cores CR1 and CR2 may be joined together. It is also conceivable to provide the magnet MG1, MG1 for the remaining two magnetic legs portion of which is not wound around the control winding N C.

【0027】図5は、本発明の他の実施の形態としての
直交型ドライブトランスの構成例が示されている。な
お、この図において、図2及び図4と同一部分は同一符
号を付して説明を省略する。この図に示す直交型ドライ
ブトランスT1−Bにおいてはマグネットは設けられな
い代わりに、制御巻線NC と平行な巻回方向となるよう
に副制御巻線NC1が巻装される。そして、この副制御巻
線NC1に対しては、制御巻線NC に流す制御電流IC
は逆極性となる所定レベルによる副制御電流IC1を定常
的に流すように構成する。これによって、電源回路動作
中は磁束φC2を定常的に発生させ、図3に示したインダ
クタンスLbの特性を得るようにしている。なお、この
図5に示す直交型ドライブトランスT1−Bを、図1に
示したようなスイッチング電源回路に備える場合には、
例えば図示しないが、上記副制御電流IC1を得るための
補助電源回路の追加が必要となる。
FIG. 5 shows an example of the configuration of a quadrature drive transformer as another embodiment of the present invention. Note that, in this figure, the same parts as those in FIGS. In the orthogonal drive transformer T1-B shown in this figure, a magnet is not provided, but a sub-control winding N C1 is wound in a winding direction parallel to the control winding N C. The sub-control winding N C1 is configured to constantly flow the sub-control current I C1 at a predetermined level having a polarity opposite to the control current I C flowing through the control winding N C. Thus, the magnetic flux φ C2 is constantly generated during the operation of the power supply circuit, and the characteristic of the inductance Lb shown in FIG. 3 is obtained. When the orthogonal drive transformer T1-B shown in FIG. 5 is provided in the switching power supply circuit as shown in FIG.
For example, although not shown, it is necessary to add an auxiliary power supply circuit for obtaining the sub-control current I C1 .

【0028】なお、本発明はこれまで説明してきた実施
の形態の構成に限定されるものではなく各種変更が可能
とされ、例えばマグネットMG、又はMG1などの取付
位置は実際の使用状況に応じて変更されることも考えら
れる。また、直交型トランス自体の形状、構造も図2、
図4及び図5に示すものに限定されるものではない。更
に、本発明としての直交型トランスを備えたスイッチン
グ電源回路の構成も図1に示すものに限定されず、直交
型トランスを備えることにより各種の制御を行う構成を
採ることが可能な各種タイプのスイッチング電源回路、
更には電源回路以外の各種機器に対して適用することが
可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, and various changes can be made. For example, the mounting position of the magnet MG, MG1 or the like depends on the actual use situation. It may be changed. Also, the shape and structure of the orthogonal transformer itself are shown in FIG.
The invention is not limited to those shown in FIGS. Further, the configuration of the switching power supply circuit having the orthogonal transformer as the present invention is not limited to the one shown in FIG. 1, and various types of configurations that can adopt various types of control by having the orthogonal transformer are provided. Switching power supply circuit,
Further, the present invention can be applied to various devices other than the power supply circuit.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、直交型の
トランスに対して、制御巻線に制御電流を流すことによ
り発生する磁束とは反対方向の磁束を発生させる磁束発
生手段を設けることによって、制御巻線に制御電流が流
れない状態では、上記磁束発生手段の磁束の作用によっ
て被制御巻線のインダクタンスが最も低い状態に維持さ
れることになる結果、共振形スイッチング電源回路の共
振インピーダンスを高い状態に維持することが可能とな
るが、この作用によって、起動時の二次側短絡状態や何
らかの不良によって制御巻線に制御電流が供給されない
状態でも、スイッチング素子等の部品の破壊を防止する
ことが可能となる。従って、ソフトスタート回路及び過
電圧保護回路等を電源回路に設ける必要がなくなり、そ
れだけコストの低減、回路の小型/軽量化を図ることが
可能となる。
As described above, according to the present invention, the orthogonal transformer is provided with magnetic flux generating means for generating a magnetic flux in a direction opposite to a magnetic flux generated by passing a control current through the control winding. As a result, when no control current flows through the control winding, the inductance of the controlled winding is maintained at the lowest level by the action of the magnetic flux of the magnetic flux generating means. As a result, the resonance impedance of the resonant switching power supply circuit is reduced. Can be maintained at a high level, but this function prevents the destruction of components such as switching elements even when the control current is not supplied to the control winding due to a secondary short circuit at start-up or some failure. It is possible to do. Therefore, it is not necessary to provide a soft start circuit, an overvoltage protection circuit, and the like in the power supply circuit, so that the cost can be reduced and the size and weight of the circuit can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態としてのスイッチング電源
回路の構成例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態としての直交型ドライブト
ランスの構造例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a structural example of an orthogonal drive transformer as an embodiment of the present invention.

【図3】本実施の形態の直交型ドライブトランスの制御
電流レベルに対するインダクタンス特性を示す説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an inductance characteristic with respect to a control current level of the orthogonal drive transformer of the present embodiment.

【図4】他の実施の形態としての直交型ドライブトラン
スの構造例を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a structural example of an orthogonal drive transformer as another embodiment.

【図5】更に他の実施の形態としての直交型ドライブト
ランスの構造例を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a structural example of an orthogonal drive transformer as still another embodiment.

【図6】従来例としての直交型ドライブトランスの構造
例を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a structural example of a conventional orthogonal drive transformer.

【図7】図6に示す直交型ドライブトランスのの制御電
流レベルに対するインダクタンス特性を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing inductance characteristics with respect to a control current level of the orthogonal drive transformer shown in FIG. 6;

【図8】直交型ドライブトランストランスを備えて定電
圧制御を行う場合の、スイッチング周波数に対する共振
インピーダンス特性を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a resonance impedance characteristic with respect to a switching frequency when a constant voltage control is performed with the orthogonal drive transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御回路、E1 直流電源、T1,T1−A,T1
−B 直交型ドライブトランス、T2 コンバータトラ
ンス、Q1 ,Q2 スイッチング素子、C1 直列共振コ
ンデンサ、N1 一次巻線、NB1,NB2 駆動巻線、N
C 制御巻線、IC 制御電流CR 本体コア、CR
1,CR2コア、MG,MG1 マグネット、NC1
制御巻線、IC1 副制御電流、φC1,φC2 磁束
1 control circuit, E1 DC power supply, T1, T1-A, T1
−B orthogonal drive transformer, T2 converter transformer, Q 1 , Q 2 switching element, C 1 series resonance capacitor, N 1 primary winding, N B1 , NB 2 drive winding, N
C control winding, I C control current CR body core, CR
1, CR2 core, MG, MG1 magnet, N C1 sub-control winding, I C1 sub-control current, φ C1 , φ C2 magnetic flux

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年11月28日[Submission date] November 28, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0005】制御電流IC のレベルは、電源回路の二次
側出力電圧レベルの変動に応じて変化するが、例えば、
二次側出力電圧レベルが増加する方向に変化したとする
と、制御電流IC のレベルも大きくなるように制御され
る。図7は、制御巻線NC に供給される制御電流IC
レベルに対する駆動巻線NB のインダクタンスLbを示
す図であるが、この図から分かるように制御電流IC
レベルが大きくなるのに応じて、駆動巻線NB のインダ
クタンスLbは低下するように制御される。このように
して、駆動巻線NB のインダクタンスLbが変化するよ
うに制御されることによって、例えば上記インダクタン
スLbと共に自励発振回路を形成するコンデンサのキャ
パシタンスをCbとすると、1/{2π(Lb・Cb) 1/2 で決定される自励発振回路の発振周波数が変化する。即
ち、スイッチング素子のスイッチング周波数が可変制御
される。これにより、前述した一次側直列共振回路に対
して設定された共振周波数に対してスイッチング周波数
(自励発振回路の発振周波数)が変化することになるた
め、スイッチング出力側からみた一次側直列共振回路の
インピーダンス(以下、共振インピーダンスという)も
これに伴って変化することになる。
The level of the control current I C changes in accordance with the fluctuation of the output voltage level on the secondary side of the power supply circuit.
Assuming that the secondary-side output voltage level changes in the increasing direction, the control current I C is also controlled to increase. Figure 7 is a view showing an inductance Lb drive winding N B on the level of the control current I C to be supplied to the control winding N C, the level of the control current I C as can be seen from this figure increases in response to the inductance Lb drive winding N B is controlled to decrease. In this way, by the inductance Lb drive winding N B is controlled to vary, for example, when the capacitance of the capacitor that forms a self-oscillating circuit together with the inductance Lb and Cb, 1 / {2π (Lb Cb) The oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit determined by 1/2 1/2 changes. That is, the switching frequency of the switching element is variably controlled. As a result, the switching frequency (the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit) changes with respect to the resonance frequency set for the primary-side series resonance circuit described above, and thus the primary-side series resonance circuit viewed from the switching output side. (Hereinafter referred to as resonance impedance) also changes accordingly.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】この対策として、例えば補助電源を利用し
て動作するソフトスタート回路を設けて、一時的にイン
ピーダンスZを大きくすると共に、過電圧保護回路を設
けて、直交型ドライブトランスによる定電圧制御が不能
となって二次側出力電圧が異常に上昇したような場合に
スイッチング動作を停止させる等して回路の保護を行う
ようにしている。ところが、上記ソフトスタート回路及
び過電圧保護回路を設けることにより、部品点数はそれ
だけ増加することになるため、それだけ電源回路自体の
低コスト化及び小型/軽量化の促進の妨げとなる。
[0009] As a countermeasure, for example by providing a soft-start circuit to operate using an auxiliary power supply, temporarily Inn
Circuit for increasing the impedance Z and providing an overvoltage protection circuit to stop the switching operation when the secondary side output voltage rises abnormally due to the inability of the quadrature drive transformer to perform constant voltage control. We are trying to protect. However, by providing the soft start circuit and the overvoltage protection circuit, the number of components is increased accordingly, which hinders the promotion of cost reduction and reduction in size and weight of the power supply circuit itself.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0015】また、スイッチング素子Q1 、Q2 の各コ
レクタ−ベース間には、それぞれ起動抵抗RS1、RS2
挿入される。また、スイッチング素子Q1 、Q2 の各ベ
ースと後述する自励発振回路間に挿入される抵抗RB1
B2により、スイッチング素子Q1 、Q2 のベース電流
(ドライブ電流)を調整する。また、スイッチング素子
1 、Q2 の各ベース−エミッタ間にはそれぞれクラン
プダイオードDB1、DB2が挿入される。そして、共振コ
ンデンサCB1、CB2は次に説明する直交型ドライブトラ
ンスT1の駆動巻線NB1、NB2と共に、スイッチング素
子を自励発振駆動するための直列共振回路(自励発振回
路)を形成している。また、スイッチング素子Q2 のコ
レクタ−エミッタ間に対して並列に接続されるコンデン
サC2 は、スイッチング素子Q1 、Q2 のスイッチング
動作により発生するスイッチングノイズを吸収する作用
を有する。
Further, starting resistors R S1 and R S2 are inserted between the collectors and the bases of the switching elements Q 1 and Q 2 , respectively. Further, a resistor R B1 inserted between each base of the switching elements Q 1 and Q 2 and a self-excited oscillation circuit described later,
The R B2, adjusts the base current of the switching element Q 1, Q 2 (drive current). Further, the bases of the switching elements Q 1, Q 2 - each clamp diode between the emitter D B1, D B2 is inserted. The resonance capacitors C B1 and C B2 together with the drive windings N B1 and N B2 of the orthogonal drive transformer T1 described below form a series resonance circuit (self-excited oscillation circuit) for driving the switching element by self-excited oscillation. Has formed. The collector of the switching element Q 2 - capacitor C 2 connected in parallel to emitter has a function of absorbing the switching noise generated by the switching operation of the switching element Q 1, Q 2.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0016】直交型ドライブトランスT1(Power Regu
lating Transformer) は、スイッチング素子Q1 、Q2
を駆動すると共にスイッチング周波数を可変制御する。
この直交型ドライブトランスT1は、駆動巻線NB1、N
B2と、駆動巻線NB1を巻き上げるようにして設けられる
共振電流検出巻線ND に対して、その巻回方向が直交す
るようにして巻装された制御巻線NC が設けられる直交
型の可飽和リアクトルとされている。駆動巻線NB1は、
その一端が共振コンデンサCB1−抵抗RB1を介してスイ
ッチング素子Q1 のベースと接続され、他端はスイッチ
ング素子Q1 のエミッタに接続される。また、駆動巻線
B2の一端は直流電源E1の負極に接地されると共に、
他端は共振コンデンサCB2−抵抗RB2を介してスイッチ
ング素子Q2 のベースと接続されており、駆動巻線NB1
とは逆の極性の電圧が出力されるようにされている。
An orthogonal drive transformer T1 (Power Regu
lating Transformer) includes switching elements Q 1 , Q 2
And variably controls the switching frequency.
The orthogonal drive transformer T1 includes drive windings N B1 , N B
An orthogonal type in which a control winding N C wound so that the winding direction is orthogonal to B 2 and a resonance current detection winding N D provided to wind up the drive winding N B1 is provided. Saturable reactor. The drive winding N B1 is
One end of the resonant capacitor C B1 - is connected to the base of switching element Q 1 via the resistor R B1, the other end is connected to the emitter of the switching element Q 1. Further, one end of the drive winding N B2 is grounded to the negative electrode of the DC power source E1,
The other end resonant capacitor C B2 - via a resistor R B2 is connected to the base of the switching element Q 2, drive winding N B1
A voltage having a polarity opposite to that of the above is output.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0021】図2は、上記図1に示す直交型ドライブト
ランスT1の構造を示すものであり、図6と同一部分に
は同一符号を付している。この図に示す本実施の形態と
しての直交型ドライブトランスT1も、図6に示した直
交型ドライブトランスTと同様に、それぞれ4本の磁脚
を有するようにして形成された2つのコアCR1及びC
R2が設けられ、これらコアCR1及びCR2の4本の
磁脚を対向するようにして組み合わせることにより本体
コアCRが形成される。そしてこの場合にも、本体コア
CRにおける所定の2本の磁脚に渡って図のように駆動
巻線NB1、NB2を被制御巻線として巻装すると共に、こ
の被制御巻線に対してその巻回方向が直交するようにし
て、所定の2本の磁脚に渡って制御巻線NC を巻装して
いる。なお、この図では駆動巻線NB1、NB2の巻装部分
においては1組の巻線が巻装された状態が示されている
が、実際には駆動巻線NB1及びNB2の2組の巻線が互い
に絶縁された状態で巻装されているものである。また、
図1によれば、実際の直交型ドライブトランスT1には
電流検出巻線ND も巻装されているのであるが、ここで
は説明の都合上、その図示を省略している。
FIG. 2 shows the structure of the orthogonal drive transformer T1 shown in FIG. 1, and the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. The orthogonal drive transformer T1 as the present embodiment shown in this figure also has the two cores CR1 and CR2 formed to have four magnetic legs, respectively, similarly to the orthogonal drive transformer T shown in FIG. C
R2 is provided, and the main body CR is formed by combining the four magnetic legs of the cores CR1 and CR2 so as to face each other. Also in this case, the drive windings N B1 and N B2 are wound as controlled windings over two predetermined magnetic legs in the main body core CR as shown in FIG. its winding as directions are perpendicular, it is wound the control winding N C over a predetermined 2 magnetic legs of Te. Incidentally, the second is the state where one set of windings is wound is illustrated in wound portion of this figure drive windings N B1, N B2, actually drive winding N B1 and N B2 A pair of windings are wound in a state where they are insulated from each other. Also,
According to FIG. 1, the actual orthogonal drive transformer T1 but is what is wound also current detecting winding N D, where for convenience of description, are not shown.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Correction target item name] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0022】そして、本実施の形態の直交型ドライブト
ランスT1においては、図のようにコアCR2の外側側
面に対してマグネットMGが取り付けられるようにして
設けられている。本実施の形態においては、例えば制御
巻線NC に対して制御電流IC を流した場合には、本体
コアCRにおいて、図の破線の矢印で示す方向の磁束φ
C1が発生するようになっている。これに対して、上記マ
グネットMGは、本体コアCRに対して磁束φC2を定常
的に発生させることになる。この磁束φC2は、例えばマ
グネットMGにおける斜線部分がN極となるように取り
付けられることで、本体コアCRにおいて、図の実線の
太い矢印で示す方向の磁界を発生させるようにしてい
る。即ち、マグネットMGは、磁束φC1とは反対方向の
磁束φC2を発生させるために設けられるものである。
In the orthogonal drive transformer T1 of the present embodiment, the magnet MG is provided so as to be attached to the outer side surface of the core CR2 as shown in the figure. In the present embodiment, for example, when the control current I C is applied to the control winding N C , the magnetic flux φ in the direction indicated by the dashed arrow in FIG.
C1 is generated. On the other hand, the magnet MG constantly generates the magnetic flux φ C2 with respect to the main body core CR . The magnetic flux φ C2 is attached, for example, so that a hatched portion of the magnet MG becomes an N pole, thereby generating a magnetic field in a direction indicated by a solid thick arrow in the drawing in the main body core CR. That is, the magnet MG is provided to generate a magnetic flux φ C2 in a direction opposite to the magnetic flux φ C1 .

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の機能を有するとされる被制御巻線
と、該被制御巻線に対してその巻回方向が直交するよう
にして設けられ、所定の制御目標値が得られるようにレ
ベルが可変される制御電流が供給される制御巻線とが巻
装される直交型のトランスにおいて、 上記制御巻線に上記制御電流を流すことにより発生する
第1の磁束の方向に対して、これとは反対方向の第2の
磁束を発生させる磁束発生手段、 を設けたことを特徴とするトランス。
A controlled winding having a predetermined function and a winding direction perpendicular to the controlled winding are provided so that a predetermined control target value can be obtained. In a transformer of an orthogonal type in which a control winding to which a control current whose level is variable is supplied is wound, in a direction of a first magnetic flux generated by flowing the control current through the control winding, And a magnetic flux generating means for generating a second magnetic flux in a direction opposite to this.
【請求項2】 上記磁束発生手段は、当該トランスを形
成するコアに対して、上記第2の磁束が得られるように
設けられるマグネットであることを特徴とする請求項1
に記載のトランス。
2. The magnetic flux generating means according to claim 1, wherein the magnetic flux generating means is a magnet provided to a core forming the transformer so as to obtain the second magnetic flux.
Transformer.
【請求項3】 上記磁束発生手段は、当該トランスに対
して巻装される巻線とされ、この巻線に供給される直流
電流によって上記第2の磁束を発生するように構成され
ていることを特徴とする請求項1に記載のトランス。
3. The magnetic flux generating means is a winding wound around the transformer, and is configured to generate the second magnetic flux by a DC current supplied to the winding. The transformer according to claim 1, wherein:
【請求項4】 上記被制御巻線は、自励式によりスイッ
チング素子を駆動するための自励発振回路を形成するイ
ンダクタンスとされていることを特徴とする請求項1に
記載のトランス。
4. The transformer according to claim 1, wherein the controlled winding is an inductance forming a self-excited oscillation circuit for driving a switching element in a self-excited manner.
【請求項5】 商用電源を整流平滑化して得られる整流
平滑電圧を入力して共振形のスイッチング動作を行うス
イッチング電源回路において、 所定の機能を有するとされる被制御巻線と、該被制御巻
線に対してその巻回方向が直交するようにして設けら
れ、二次側出力電圧レベルについて所定の制御目標値が
得られるようにそのレベルが可変される制御電流が供給
される制御巻線とが巻装されると共に、上記制御巻線に
上記制御電流を流すことにより発生する第1の磁束の方
向に対して、これとは反対方向の第2の磁束を発生させ
る磁束発生手段が備えられた直交型のトランス、 を備えて構成されていることを特徴とするスイッチング
電源回路。
5. A controlled winding assumed to have a predetermined function in a switching power supply circuit which performs a resonance type switching operation by inputting a rectified and smoothed voltage obtained by rectifying and smoothing a commercial power supply, A control winding provided with a winding direction orthogonal to the winding and supplied with a control current whose level is varied such that a predetermined control target value is obtained for a secondary output voltage level And a magnetic flux generating means for generating a second magnetic flux in a direction opposite to the first magnetic flux generated by flowing the control current through the control winding. A switching power supply circuit comprising: an orthogonal transformer.
【請求項6】 上記被制御巻線は、自励式によりスイッ
チング素子を駆動するための自励発振回路を形成するイ
ンダクタンスとされていることを特徴とする請求項5に
記載のスイッチング電源回路。
6. The switching power supply circuit according to claim 5, wherein the controlled winding is an inductance forming a self-excited oscillation circuit for driving a switching element by a self-excited method.
JP33142196A 1996-11-28 1996-11-28 Transformer and switching power circuit Withdrawn JPH10163042A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110838795A (en) * 2019-11-27 2020-02-25 广州捷拓电子有限公司 Self-excitation push-pull type converter capable of realizing short-circuit protection and short-circuit protection method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110838795A (en) * 2019-11-27 2020-02-25 广州捷拓电子有限公司 Self-excitation push-pull type converter capable of realizing short-circuit protection and short-circuit protection method

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