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JPH08191568A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

Info

Publication number
JPH08191568A
JPH08191568A JP250195A JP250195A JPH08191568A JP H08191568 A JPH08191568 A JP H08191568A JP 250195 A JP250195 A JP 250195A JP 250195 A JP250195 A JP 250195A JP H08191568 A JPH08191568 A JP H08191568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
control circuit
winding
power supply
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP250195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masuo Hanawaka
花若増生
Masanori Ota
太田真規
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP250195A priority Critical patent/JPH08191568A/en
Publication of JPH08191568A publication Critical patent/JPH08191568A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2次側出力電圧の定電圧特性が改善された補
助巻線電圧制御方式を用いたスイッチング電源を提供す
ることを目的にする。 【構成】 1次巻線と2次巻線及び補助巻線を備え前記
1次巻線に直列に接続されたスイッチング素子を制御回
路の出力によりオン・オフして前記補助巻線に電圧を誘
起させるようにした補助巻線電圧制御方式のスイッチン
グ電源において、前記補助巻線の出力と制御回路の電源
端との間に接続されたフォトトランジスタと、前記2次
巻線より得られる電圧に応じて前記フォトトランジスタ
に流れる電流を変化させるフォトダイオードとを具備
し、前記フォトトランジスタに流れる電流を前記制御回
路で検出して基準電圧との差により前記スイッチング素
子のオン・オフを制御することにより前記2次巻線の出
力電圧を定電圧に制御するように構成してなるものであ
る。
(57) [Abstract] [Purpose] It is an object to provide a switching power supply using an auxiliary winding voltage control method in which the constant voltage characteristic of the secondary side output voltage is improved. [Configuration] A switching element connected in series with the primary winding, which includes a primary winding, a secondary winding, and an auxiliary winding, is turned on / off by an output of a control circuit to induce a voltage in the auxiliary winding. In the switching power supply of the auxiliary winding voltage control method, the phototransistor connected between the output of the auxiliary winding and the power supply terminal of the control circuit and the voltage obtained from the secondary winding A photodiode for changing a current flowing through the phototransistor, wherein the current flowing through the phototransistor is detected by the control circuit, and ON / OFF of the switching element is controlled according to a difference from a reference voltage. The output voltage of the secondary winding is controlled to a constant voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、補助巻線電圧制御方式
を用いたスイッチング電源の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of a switching power supply using an auxiliary winding voltage control system.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のスイッチング電源の一例を図5
に示す。図において、10は電源電圧Vinが入力され
る端子、20は出力電圧Eoが取り出される端子、30
は1次巻線31,2次巻線32,及び補助巻線33より
なるトランス、40は制御回路である。トランス30の
1次巻線31にはこれに直列に例えばFETのような半
導体スイッチング素子50が接続されている。このスイ
ッチング素子は制御回路40の出力でオン・オフ制御さ
れる。11は入力端子10に接続された整流回路、12
は平滑用コンデンサで、1次巻線31とスイッチング素
子50の直列回路には平滑用コンデンサ12の出力が加
えられるようになっている。
2. Description of the Related Art An example of this type of switching power supply is shown in FIG.
Shown in In the figure, 10 is a terminal to which the power supply voltage Vin is input, 20 is a terminal from which the output voltage Eo is taken out, 30
Is a transformer including a primary winding 31, a secondary winding 32, and an auxiliary winding 33, and 40 is a control circuit. A semiconductor switching element 50 such as a FET is connected in series to the primary winding 31 of the transformer 30. This switching element is on / off controlled by the output of the control circuit 40. 11 is a rectifier circuit connected to the input terminal 10;
Is a smoothing capacitor, and the output of the smoothing capacitor 12 is added to the series circuit of the primary winding 31 and the switching element 50.

【0003】トランス30の出力巻線32は整流用ダイ
オード32aと平滑用コンデンサ32bを介して出力端
子20に接続されている。補助巻線33は整流用ダイオ
ード33aと平滑用コンデンサ33bを介して制御回路
40の電源端Aに接続されている。60は起動用の抵抗
で、この抵抗は整流回路11の出力端と制御回路40の
電源端Aとの間に接続されている。
The output winding 32 of the transformer 30 is connected to the output terminal 20 via a rectifying diode 32a and a smoothing capacitor 32b. The auxiliary winding 33 is connected to the power supply terminal A of the control circuit 40 via a rectifying diode 33a and a smoothing capacitor 33b. Reference numeral 60 denotes a starting resistor, which is connected between the output end of the rectifier circuit 11 and the power supply end A of the control circuit 40.

【0004】このような構成において、入力端子10に
加えられる交流電圧Vinは整流回路11で全波整流さ
れたのちコンデンサ12で平滑されて1次巻線31とス
イッチング素子50の直列回路に加えられると共に、起
動用抵抗60を介して制御回路40に電源電圧として加
えられ、これにより制御回路40が起動する。スイッチ
ング素子50は制御回路40の出力によりオン・オフ制
御される。その結果、トランス30の出力巻線32には
制御回路40の電源端Aの電圧のN3/N2倍(N3は
出力巻線32の巻数、N2は補助巻線33の巻数)の電
圧が生じる。
In such a configuration, the AC voltage Vin applied to the input terminal 10 is full-wave rectified by the rectifier circuit 11, smoothed by the capacitor 12, and applied to the series circuit of the primary winding 31 and the switching element 50. At the same time, it is applied as a power supply voltage to the control circuit 40 via the starting resistor 60, and thereby the control circuit 40 is started. The switching element 50 is on / off controlled by the output of the control circuit 40. As a result, a voltage of N3 / N2 times (N3 is the number of turns of the output winding 32, N2 is the number of turns of the auxiliary winding 33) of the voltage at the power supply terminal A of the control circuit 40 is generated in the output winding 32 of the transformer 30.

【0005】このような補助巻線電圧制御方式のスイッ
チング電源は従来より用いられているが、上記の回路で
は一定に保たれる電圧はA点の電位であり、出力端子2
0より取り出される電圧Eoは負荷電流によって生じる
整流用ダイオード32aの順方向電圧降下,或いは出力
ラインの配線の抵抗によって生じる電圧降下が変動する
と、定電圧特性が維持できなくなるという問題がある。
Such an auxiliary winding voltage control type switching power supply has been conventionally used, but in the above circuit, the voltage kept constant is the potential at the point A and the output terminal 2
The voltage Eo taken out from 0 has a problem that the constant voltage characteristic cannot be maintained when the forward voltage drop of the rectifying diode 32a caused by the load current or the voltage drop caused by the resistance of the wiring of the output line changes.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来回路が
有する上記のような問題点を解決する為になされたもの
で、その目的は2次側出力電圧の定電圧特性が改善され
た補助巻線電圧制御方式を用いたスイッチング電源を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of a conventional circuit, and its purpose is to provide an auxiliary with improved constant voltage characteristic of secondary side output voltage. It is to provide a switching power supply using a winding voltage control method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は1次巻線と2次
巻線及び補助巻線を備え前記1次巻線に直列に接続され
たスイッチング素子を制御回路の出力によりオン・オフ
して前記補助巻線に電圧を誘起させるようにした補助巻
線電圧制御方式のスイッチング電源において、前記補助
巻線の出力と制御回路の電源端との間に接続されたフォ
トトランジスタと、前記2次巻線より得られる電圧に応
じて前記フォトトランジスタに流れる電流を変化させる
フォトダイオードとを具備し、前記フォトトランジスタ
に流れる電流を前記制御回路で検出して基準電圧との差
により前記スイッチング素子のオン・オフを制御するこ
とにより前記2次巻線の出力電圧を定電圧に制御するよ
うに構成してなるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a switching element connected in series with a primary winding, a secondary winding and an auxiliary winding is turned on / off by an output of a control circuit. In a switching power supply of an auxiliary winding voltage control system in which a voltage is induced in the auxiliary winding by a phototransistor connected between an output of the auxiliary winding and a power supply terminal of a control circuit, the secondary A photodiode that changes a current flowing through the phototransistor according to a voltage obtained from a winding, and the switching element is turned on depending on a difference between the current flowing through the phototransistor and the reference voltage detected by the control circuit. The output voltage of the secondary winding is controlled to a constant voltage by controlling the off state.

【0008】[0008]

【作用】このような本発明では、出力電圧に応じてフォ
トトランジスタに流れる電流を制御回路で検出すること
により、負帰還が施される。
In the present invention as described above, negative feedback is performed by detecting the current flowing through the phototransistor in accordance with the output voltage by the control circuit.

【0009】[0009]

【実施例】以下、実施例として示した図1を用いて本発
明を詳細に説明する。なお、図1において図5と同一素
子は図5と同一符号を付してそれらの再説明は省略す
る。図1において、71はツェナーダイオード、72は
フォトトランジスタである。ツェナーダイオード71は
電源端Aと制御回路40との間に接続され、このツェナ
ーダイオードに並列にフォトトランジスタ72が接続さ
れている。ツェナーダイオード71のアノード極とフォ
トトランジスタ72のエミツタ極の接続点をBとする
と、このB点はコンデンサ73を介して一次側のGND
に接続されている。74は抵抗素子で、この抵抗素子の
一端はスイッチング素子50に接続され、他端はコンデ
ンサ12に接続されている。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to FIG. 1 shown as an example. In FIG. 1, the same elements as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In FIG. 1, 71 is a Zener diode, and 72 is a phototransistor. The Zener diode 71 is connected between the power supply terminal A and the control circuit 40, and the phototransistor 72 is connected in parallel to this Zener diode. Assuming that the connection point between the anode pole of the Zener diode 71 and the emitter pole of the phototransistor 72 is B, this point B is connected via the capacitor 73 to the GND on the primary side.
It is connected to the. 74 is a resistance element, one end of which is connected to the switching element 50 and the other end of which is connected to the capacitor 12.

【0010】80は出力電圧Eoを検出する出力電圧検
出回路で、抵抗81〜84、コンデンサ85,86、シ
ャントレギュレータ87及び前記フォトトランジスタ7
2と対になってフォトカプラを構成するフォトダイオー
ド88よりなっている。抵抗81と82が直列に、また
フォトダイオード88とシャントレギュレータ87とが
直列に夫々接続され、各直列回路は出力電圧Eoを取り
出す端子20とコモン間に接続されている。抵抗81と
82の接続点は抵抗83とコンデンサ85の直列回路を
介してシャントレギュレータ87とフォトダイオード8
8の接続点に接続されている。
Reference numeral 80 denotes an output voltage detection circuit for detecting the output voltage Eo, which includes resistors 81 to 84, capacitors 85 and 86, a shunt regulator 87 and the phototransistor 7.
It is composed of a photodiode 88 which is paired with 2 and constitutes a photocoupler. The resistors 81 and 82 are connected in series, and the photodiode 88 and the shunt regulator 87 are connected in series, and each series circuit is connected between the terminal 20 for extracting the output voltage Eo and the common. The connection point between the resistors 81 and 82 is connected to the shunt regulator 87 and the photodiode 8 via the series circuit of the resistor 83 and the capacitor 85.
8 connection points.

【0011】次に、このような構成の本発明に係わるス
イッチングレギュレータの動作を説明する。入力端子1
0に交流電圧Vinが加えられるとその交流電圧は整流
回路11で全波整流される。入力交流Vinの上昇に伴
なって起動抵抗60に電流が流れ、これにより制御回路
40の電源端であるA点の電圧が上昇する。A点の電圧
が制御回路40の(起動電圧+ツェナー電圧)に達する
と制御回路40の出力によりスイッチング素子50が駆
動される。ここで、フォトカプラを構成するフォトトラ
ンジスタ72は制御回路40に電流を十分流せるように
設定してあるので、起動後はツェナーダイオード71は
カットオフされ、制御回路40の電流はフォトトランジ
スタ72を通して供給される。
Next, the operation of the switching regulator according to the present invention having such a configuration will be described. Input terminal 1
When the AC voltage Vin is applied to 0, the AC voltage is full-wave rectified by the rectifier circuit 11. A current flows through the starting resistor 60 as the input AC Vin increases, and the voltage at the point A, which is the power source end of the control circuit 40, increases. When the voltage at point A reaches (starting voltage + zener voltage) of the control circuit 40, the output of the control circuit 40 drives the switching element 50. Here, since the phototransistor 72 forming the photocoupler is set so as to allow a sufficient current to flow to the control circuit 40, the Zener diode 71 is cut off after startup, and the current of the control circuit 40 is supplied through the phototransistor 72. To be done.

【0012】定常状態においては、A点の電圧(B点の
電圧+フォトトランジスタ72のVCE)のN3/N2倍
の電圧がトランス30の2次巻線32に誘起する。ここ
で、出力電圧検出回路80は出力電圧Eoを検出する
が、出力電圧Eoと検出回路80の抵抗81(R1)と
82(R2)の接続点に生じる基準電圧Vrefとは Eo=Vref・(R1+R2)/R2 …(1) の関係が成り立つようになっている。このような状態か
ら出力電圧EoがΔEoだけ上昇したとすると、シャン
トレギュレータ86は(1)式が成立するようにそのカ
ソード極はフォトダイオード87を介して電流ΔIF
吸い込む。この為、フォトダイオード87と対になって
フォトカプラを構成する前記フォトトランジスタ72の
コレクタ電流もΔIc増加し、このコレクタ電流は制御
回路40に流れ込む。
In the steady state, a voltage N3 / N2 times the voltage at the point A (voltage at the point B + VCE of the phototransistor 72) is induced in the secondary winding 32 of the transformer 30. Here, the output voltage detection circuit 80 detects the output voltage Eo, but the output voltage Eo and the reference voltage Vref generated at the connection point of the resistors 81 (R1) and 82 (R2) of the detection circuit 80 are Eo = Vref. ( The relationship of R1 + R2) / R2 (1) is established. If the output voltage Eo rises by ΔEo from such a state, the cathode electrode of the shunt regulator 86 absorbs the current ΔI F via the photodiode 87 so that the expression (1) is satisfied. Therefore, the collector current of the phototransistor 72 that forms a photocoupler in pair with the photodiode 87 also increases by ΔIc, and this collector current flows into the control circuit 40.

【0013】制御回路40はフォトトランジスタ72の
コレクタ電流を検出する抵抗と、この抵抗に生じる電圧
降下を基準電圧と比較する誤差増幅器とよりなるもの
で、誤差増幅器の出力が小さくなるようにスイッチング
素子50のゲートをオン・オフすることによりB点の電
圧が下がり、これによりコンバータは常に(1)式が成
立するように負帰還が行われるように動作する。なお、
実施例の制御回路40ではトランス30の1次巻線31
に流れる電流のピーク値が内蔵の誤差増幅器の出力と等
しくなるようにスイッチング素子50のオン期間を制御
するようになっている。
The control circuit 40 comprises a resistor for detecting the collector current of the phototransistor 72 and an error amplifier for comparing the voltage drop across this resistor with a reference voltage. The switching element is designed to reduce the output of the error amplifier. By turning on / off the gate of 50, the voltage at the point B is lowered, whereby the converter operates so that negative feedback is always performed so that the expression (1) is always satisfied. In addition,
In the control circuit 40 of the embodiment, the primary winding 31 of the transformer 30
The ON period of the switching element 50 is controlled so that the peak value of the current flowing through the switching element 50 becomes equal to the output of the built-in error amplifier.

【0014】制御回路40としては特に構成を限定する
ものではないが、電源端子Bに流れ込む電流を検出する
抵抗と基準電圧源及び検出電圧と基準電圧源の出力とを
比較する誤差増幅器を備えていればよい。図2はこの制
御回路の一例を示すものである。制御ICとしてモトロ
ーラ社のUC3842が用いられており、基準電圧源及
び誤差増幅器はこのICに内蔵されている。
The control circuit 40 is not particularly limited in configuration, but is provided with a resistor for detecting a current flowing into the power supply terminal B and a reference voltage source, and an error amplifier for comparing the detected voltage with the output of the reference voltage source. Just do it. FIG. 2 shows an example of this control circuit. A motorola UC3842 is used as the control IC, and the reference voltage source and the error amplifier are built in this IC.

【0015】図1の回路はフライバック型のスイッチン
グ電源に本発明を適用した実施例であるが、これを公知
のフォワード型コンバータに実施した本発明を図3に示
す。なお、図3においてコンバータ方式が図1と異なる
以外は図1と全く同じであるので、その動作についての
説明は省略する。
The circuit shown in FIG. 1 is an embodiment in which the present invention is applied to a flyback type switching power supply. FIG. 3 shows the present invention in which the present invention is applied to a known forward converter. 3 is exactly the same as that of FIG. 1 except that the converter system is different from that of FIG. 1, and the description of its operation is omitted.

【0016】図4は電圧制御方式の制御回路を示すもの
で、この制御回路は富士電機社製のFA7610Pを用
いたものである。
FIG. 4 shows a control circuit of the voltage control system. This control circuit uses an FA7610P manufactured by Fuji Electric Co., Ltd.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、2次側出力電圧を検出
しフォトカプラを介して負帰還するように構成したの
で、負荷電流によって生じる整流用ダイオードの順方向
電圧降下,或いは出力ラインの配線の抵抗によって生じ
る電圧降下等に影響されない定電圧特性を持つ補助巻線
電圧制御方式を用いたスイッチング電源を得ることがで
きる効果がある。
According to the present invention, the secondary side output voltage is detected and the negative feedback is performed through the photocoupler. Therefore, the forward voltage drop of the rectifying diode caused by the load current or the output line There is an effect that it is possible to obtain a switching power supply using an auxiliary winding voltage control method having a constant voltage characteristic that is not affected by a voltage drop or the like caused by wiring resistance.

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

【図1】本発明に係わるスイッチング電源の一実施例を
示した回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a switching power supply according to the present invention.

【図2】本発明に用いられる制御回路の一例の構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram of an example of a control circuit used in the present invention.

【図3】本発明に係わるスイッチング電源の他の実施例
を示した回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing another embodiment of the switching power supply according to the present invention.

【図4】本発明に用いられる制御回路の一例の構成図で
ある。
FIG. 4 is a configuration diagram of an example of a control circuit used in the present invention.

【図5】従来のスイッチング電源の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a conventional switching power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 トランス 31 1次巻線 32 2次巻線 40 制御回路 50 スイッチング素子 60 検出抵抗 72 フォトトランジスタ 88 フォトダイオード 30 transformer 31 primary winding 32 secondary winding 40 control circuit 50 switching element 60 detection resistor 72 phototransistor 88 photodiode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1次巻線と2次巻線及び補助巻線を備え前
記1次巻線に直列に接続されたスイッチング素子を制御
回路の出力によりオン・オフして前記補助巻線に電圧を
誘起させるようにした補助巻線電圧制御方式のスイッチ
ング電源において、 前記補助巻線の出力と制御回路の電源端との間に接続さ
れたフォトトランジスタと、前記2次巻線より得られる
電圧に応じて前記フォトトランジスタに流れる電流を変
化させるフォトダイオードとを具備し、前記フォトトラ
ンジスタに流れる電流を前記制御回路で検出して基準電
圧との差により前記スイッチング素子のオン・オフを制
御することにより前記2次巻線の出力電圧を定電圧に制
御するように構成してなるスイッチング電源。
1. A switching element connected in series with the primary winding, which comprises a primary winding, a secondary winding, and an auxiliary winding, is turned on / off by an output of a control circuit, and a voltage is applied to the auxiliary winding. In a switching power supply of an auxiliary winding voltage control system for inducing a voltage, a phototransistor connected between an output of the auxiliary winding and a power supply terminal of a control circuit and a voltage obtained from the secondary winding are connected. A photodiode for changing the current flowing through the phototransistor in accordance with the control circuit, and detecting the current flowing through the phototransistor by the control circuit and controlling the on / off of the switching element based on the difference from the reference voltage. A switching power supply configured to control the output voltage of the secondary winding to a constant voltage.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017215873A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Switched-mode power supply

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WO2017215873A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Switched-mode power supply
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