JP2003092883A - Power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、入力された直流
電圧を断続して直流電圧を生成する電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for intermittently inputting a DC voltage to generate a DC voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、図4に示す電源装置が知られ
ている。図4において、1はトランスHの1次側巻線2
に印加される直流電圧を断続して交流電圧に変換するた
めのスイッチング素子3を有するスイッチング回路であ
る。このスイッチング回路1は、スイッチング素子3を
オフさせるためのスイッチ素子4と、このスイッチ素子
4を導通させるためのコンデンサ5と、このコンデンサ
5を充電していくフォトカプラPHのフォトトランジス
タPH1等とを有している。2. Description of the Related Art Conventionally, a power supply device shown in FIG. 4 has been known. In FIG. 4, 1 is the primary winding 2 of the transformer H.
2 is a switching circuit having a switching element 3 for intermittently converting a DC voltage applied to the AC voltage into an AC voltage. The switching circuit 1 includes a switch element 4 for turning off the switching element 3, a capacitor 5 for making the switch element 4 conductive, a phototransistor PH1 of a photocoupler PH for charging the capacitor 5, and the like. Have
【0003】6はトランスHの2次側巻線7に誘起され
る交流電圧を整流する第1整流素子、8は第1整流素子
6の整流電圧を平滑する平滑コンデンサである。9は出
力端子Pの出力電圧を検出する検出回路であり、この検
出回路9は出力端子Pの出力電圧を分圧する分圧回路1
1と定電圧IC回路12等とを有している。定電圧IC
回路12のゲート12Gには分圧回路11で分圧した電
圧が入力され、定電圧IC回路12はゲート12Gの電
圧が所定電圧となるように出力端子Pの出力電圧を調整
するものである。Reference numeral 6 is a first rectifying element for rectifying the AC voltage induced in the secondary winding 7 of the transformer H, and 8 is a smoothing capacitor for smoothing the rectified voltage of the first rectifying element 6. Reference numeral 9 is a detection circuit for detecting the output voltage of the output terminal P. The detection circuit 9 divides the output voltage of the output terminal P by a voltage dividing circuit 1
1 and a constant voltage IC circuit 12 and the like. Constant voltage IC
The voltage divided by the voltage dividing circuit 11 is input to the gate 12G of the circuit 12, and the constant voltage IC circuit 12 adjusts the output voltage of the output terminal P so that the voltage of the gate 12G becomes a predetermined voltage.
【0004】この調整は、例えばゲート12G電圧が所
定値以上のときアースへ流す電流を多くすることにより
出力電圧を下げてゲート12G電圧を所定値まで下げる
ものであり、逆にゲート12G電圧が所定値以下のとき
アースへ流す電流を少なくすることにより出力電圧を上
げてゲート12G電圧を所定値まで上げていくものであ
る。In this adjustment, for example, when the voltage of the gate 12G is equal to or higher than a predetermined value, the current flowing to the ground is increased to lower the output voltage to lower the voltage of the gate 12G to a predetermined value. When the value is less than the value, the output voltage is increased by decreasing the current flowing to the ground, and the voltage of the gate 12G is increased to a predetermined value.
【0005】定電圧IC回路12に流れる電流(検出信
号)に応じてホトカプラPHの発光ダイオード(伝達回
路)PH2が発光して一次側のスイッチング回路1に伝
達される。A light emitting diode (transmission circuit) PH2 of the photocoupler PH emits light in accordance with a current (detection signal) flowing through the constant voltage IC circuit 12 and is transmitted to the switching circuit 1 on the primary side.
【0006】また、図4において13はトランスHの別
の2次巻線14に誘起される交流電圧を整流する第2整
流素子、15は第2整流素子13の整流電圧を一定にし
て出力する定電圧出力回路である。Further, in FIG. 4, 13 is a second rectifying element for rectifying the AC voltage induced in another secondary winding 14 of the transformer H, and 15 is a constant rectified voltage of the second rectifying element 13 for output. It is a constant voltage output circuit.
【0007】この電源装置によれば、スイッチング素子
3のオン・オフが繰り返し行われることにより第1整流
素子6から整流電圧が出力されて出力端子Pから出力電
圧が出力される。いま、出力端子Pの出力電圧が高くな
ると、定電圧IC回路12に流れる電流が増加し、ホト
カプラPHの発光ダイオードPH2の発光量が増加す
る。この発光量の増加によりホトカプラPHのフォトト
ランジスタPH1に流れる電流が増加し、コンデンサ5
の充電が短時間で行われ、スイッチ素子4のベース電圧
が閾値を短時間で越えることになる。そして、ベース電
圧が閾値を越えるとスイッチ素子4がオンしてスイッチ
ング素子3をオフさせる。According to this power supply device, the switching element 3 is repeatedly turned on and off, whereby the rectified voltage is output from the first rectifier element 6 and the output voltage is output from the output terminal P. Now, when the output voltage of the output terminal P becomes higher, the current flowing through the constant voltage IC circuit 12 increases and the light emission amount of the light emitting diode PH2 of the photocoupler PH increases. Due to this increase in the amount of light emission, the current flowing through the phototransistor PH1 of the photocoupler PH increases, and the capacitor 5
Is charged in a short time, and the base voltage of the switch element 4 exceeds the threshold value in a short time. When the base voltage exceeds the threshold value, the switch element 4 is turned on and the switching element 3 is turned off.
【0008】逆に、出力端子Pの出力電圧が低くなる
と、分圧回路11の分圧電圧が低くなることにより定電
圧IC回路12に流れる電流が減少し、ホトカプラPH
の発光ダイオードPH2の発光量が減少する。この発光
量の減少によりホトカプラPHのフォトトランジスタP
H1に流れる電流が減少してコンデンサ5の充電時間が
長くなり、スイッチ素子4のベース電圧が閾値を越える
までの時間が長くなる。そして、ベース電圧が閾値を越
えるとスイッチ素子4がオンしてスイッチング素子3を
オフさせる。On the contrary, when the output voltage of the output terminal P becomes low, the divided voltage of the voltage dividing circuit 11 becomes low, so that the current flowing through the constant voltage IC circuit 12 decreases and the photocoupler PH
The light emission amount of the light emitting diode PH2 is reduced. Due to this decrease in the amount of light emission, the phototransistor P of the photocoupler PH is
The current flowing through H1 decreases and the charging time of the capacitor 5 becomes longer, and the time until the base voltage of the switch element 4 exceeds the threshold value becomes longer. When the base voltage exceeds the threshold value, the switch element 4 is turned on and the switching element 3 is turned off.
【0009】すなわち、出力端子Pの電圧が高くなると
スイッチング素子3のオンしている時間を短くし、出力
端子Pの電圧が低くなるとスイッチング素子3のオンし
ている時間を長くして、出力端子Pの電圧を一定にする
ものである。That is, when the voltage of the output terminal P becomes higher, the ON time of the switching element 3 is shortened, and when the voltage of the output terminal P becomes lower, the ON time of the switching element 3 is lengthened to make the output terminal P longer. The voltage of P is made constant.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この電
源装置にあっては、出力端子Pに接続される負荷が軽負
荷のとき、スイッチング素子3がオンしている時間が短
くなるので、スイッチング素子3のスイッチング周波数
が高くなる。このため、スイッチング損失が大きくなる
という問題があった。However, in this power supply device, when the load connected to the output terminal P is a light load, the time during which the switching element 3 is on becomes short, so the switching element 3 is short. The switching frequency becomes higher. Therefore, there is a problem that switching loss increases.
【0011】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、軽負荷のときであってもスイッチ
ング周波数を低くしてスイッチング損失を低下させるこ
とのできる電源装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power supply device capable of lowering the switching frequency and the switching loss even when the load is light. It is in.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、直流電圧が印加されるトランス
の1次側巻線に設けられ前記直流電圧を断続するスイッ
チング素子を有するスイッチング回路と、このスイッチ
ング回路による直流電圧の断続によりトランスの2次側
巻線に誘導される交流電圧を整流する第1整流素子と、
この第1整流素子から出力される整流電圧を平滑して出
力端子から出力電圧を出力する平滑コンデンサと、前記
出力電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路
の検出信号を一次側のスイッチング回路へ伝達する伝達
回路とを備え、前記スイッチング回路は、スイッチング
素子がオフした際に反転した電圧を生じる1次側補助巻
線と、この1次側補助巻線に生じる電圧を前記スイッチ
ング素子のゲートに印加してスイッチング素子をオンさ
せるゲート回路と、前記伝達回路からの検出信号に基づ
いて前記スイッチング素子のゲート電圧を低下させてス
イッチング素子をオフさせるオフ回路とを有し、これら
ゲート回路およびオフ回路によるスイッチング素子のオ
ン・オフにより前記出力電圧を所定電圧にする電源装置
であって、前記出力端子に接続される負荷が軽負荷のと
き、前記1次側補助巻線に生じる反転した電圧を小さく
させる電圧低下手段を設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 has a switching device which is provided in a primary winding of a transformer to which a DC voltage is applied and which has a switching element for connecting and disconnecting the DC voltage. A circuit and a first rectifying element for rectifying an AC voltage induced in the secondary winding of the transformer by the intermittent DC voltage by the switching circuit,
A smoothing capacitor that smoothes the rectified voltage output from the first rectifying element and outputs the output voltage from the output terminal, a voltage detection circuit that detects the output voltage, and a detection signal of the voltage detection circuit that is switched on the primary side. A switching circuit for transmitting the voltage to the circuit, and the switching circuit includes a primary side auxiliary winding that generates an inverted voltage when the switching element is turned off, and a voltage generated in the primary side auxiliary winding of the switching element. A gate circuit which is applied to the gate to turn on the switching element; and an off circuit which turns off the switching element by lowering the gate voltage of the switching element based on a detection signal from the transmission circuit. A power supply device for setting the output voltage to a predetermined voltage by turning on / off a switching element by an off circuit, When the load connected to the terminals of the light load, characterized in that a voltage drop means to reduce the inverted voltage generated in the primary auxiliary winding.
【0013】請求項2の発明は、前記電圧検出回路は、
ゲートに入力する電圧が所定電圧となるように前記出力
電圧を調整する定電圧IC回路と、前記出力電圧を分圧
して前記ゲートに印加する分圧回路とを有し、前記電圧
低下手段は、軽負荷のとき前記所定電圧より高い電圧を
前記ゲートに印加する電圧印加回路を有していることを
特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the voltage detection circuit comprises:
A constant voltage IC circuit that adjusts the output voltage so that the voltage input to the gate becomes a predetermined voltage; and a voltage dividing circuit that divides the output voltage and applies the voltage to the gate, wherein the voltage reduction unit includes: It has a voltage application circuit for applying a voltage higher than the predetermined voltage to the gate when the load is light.
【0014】請求項3の発明は、前記2次側巻線と別の
2次側巻線の一端に接続されこの別の2次側巻線に誘導
される交流電圧を整流する第2整流素子と、この第2整
流素子から出力される整流電圧を一定電圧にして出力す
る定電圧出力回路とを備え、前記電圧印加回路は、外部
からのリモート信号によりオン・オフするスイッチ素子
と、このスイッチ素子がオフしているときのみ前記定電
圧出力回路の出力電圧を前記ゲートに入力させる入力回
路とを有していることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, a second rectifying element is connected to one end of a secondary winding different from the secondary winding and rectifies an AC voltage induced in the secondary winding. And a constant voltage output circuit that outputs the rectified voltage output from the second rectifying element as a constant voltage, and the voltage applying circuit turns on / off by a remote signal from the outside, and the switch. And an input circuit for inputting the output voltage of the constant voltage output circuit to the gate only when the element is off.
【0015】請求項4の発明は、前記リモート信号によ
りオン・オフ動作して、軽負荷のとき定電圧IC回路に
流れる電流を減少させるスイッチ素子を設けたことを特
徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a switch element which is turned on / off by the remote signal to reduce the current flowing through the constant voltage IC circuit when the load is light.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる電源装置
の実施の形態を図面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a power supply device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】[第1実施形態]図1において、20は1
次側の入力端子S1,S2間に接続された電解コンデンサ
であり、この電解コンデンサ20には全波整流された整
流電圧が印加されるようになっている。22はスイッチ
ング回路であり、このスイッチング回路22はトランス
Tの1次側巻線21の一方の端子に接続されたスイッチ
ング素子Q1と、このスイッチング素子Q1のオン・オ
フを制御する制御回路23とを有している。[First Embodiment] In FIG. 1, 20 is 1
This is an electrolytic capacitor connected between the input terminals S1 and S2 on the next side, and a full-wave rectified voltage is applied to this electrolytic capacitor 20. Reference numeral 22 denotes a switching circuit, which includes a switching element Q1 connected to one terminal of the primary winding 21 of the transformer T and a control circuit 23 for controlling ON / OFF of the switching element Q1. Have
【0018】制御回路23は、トランスTの1次側巻線
(1次側補助巻線)24と、スイッチ素子25と、フォ
トカプラPHのホトトランジスタPT等とを有してい
る。そして、スイッチ素子25のコレクタがスイッチン
グ素子Q1のベースに接続され、スイッチ素子25のエ
ミッタが接地されている。このスイッチ素子25のコレ
クタ,エミッタ間には抵抗R7が接続され、スイッチ素
子25のエミッタ,ベース間にはコンデンサ26が接続
されている。また、スイッチ素子25のコレクタは抵抗
R6を介してトランスTの1次側巻線21の他方の端子
に接続され、スイッチ素子25のベースにはホトトラン
ジスタPTのエミッタが接続されている。The control circuit 23 has a primary winding (primary auxiliary winding) 24 of the transformer T, a switch element 25, and a phototransistor PT of a photocoupler PH. The collector of the switch element 25 is connected to the base of the switching element Q1 and the emitter of the switch element 25 is grounded. A resistor R7 is connected between the collector and the emitter of the switch element 25, and a capacitor 26 is connected between the emitter and the base of the switch element 25. The collector of the switch element 25 is connected to the other terminal of the primary winding 21 of the transformer T via a resistor R6, and the base of the switch element 25 is connected to the emitter of the phototransistor PT.
【0019】また、ホトトランジスタPTのコレクタは
ダイオードD1および抵抗R104を介してトランスT
の1次側巻線24の一方の端子に接続され、この抵抗1
04とスイッチング素子Q1のゲート間には直列接続さ
れたコンデンサC1および抵抗R4が接続されている。
そして、抵抗R6,R4,R104とコンデンサC1とで
スイッチング素子Q1をオンさせるゲート回路が構成さ
れている。また、スイッチ素子25とコンデンサ26と
フォトトランジスタPT等とでスイッチング素子Q1を
オフさせるオフ回路が構成されている。The collector of the phototransistor PT has a transformer T via a diode D1 and a resistor R104.
Connected to one terminal of the primary winding 24 of
A capacitor C1 and a resistor R4 connected in series are connected between 04 and the gate of the switching element Q1.
The resistors R6, R4, R104 and the capacitor C1 constitute a gate circuit for turning on the switching element Q1. Further, the switch element 25, the capacitor 26, the phototransistor PT, and the like constitute an off circuit that turns off the switching element Q1.
【0020】30はトランスTの2次側巻線31の一方
の端子に接続された整流素子、32は整流素子30から
出力される整流電圧を平滑する平滑コンデンサであり、
この平滑コンデンサ32は出力端子33とアース間に接
続されている。出力端子33とアース間には出力端子3
3の出力電圧を検出する電圧検出回路34が接続されて
いる。Reference numeral 30 is a rectifying element connected to one terminal of the secondary winding 31 of the transformer T, reference numeral 32 is a smoothing capacitor for smoothing the rectified voltage output from the rectifying element 30,
The smoothing capacitor 32 is connected between the output terminal 33 and the ground. Output terminal 3 between output terminal 33 and ground
A voltage detection circuit 34 for detecting the output voltage of the No. 3 is connected.
【0021】電圧検出回路34は、出力端子33の出力
電圧を分圧する分圧回路35と、定電圧IC回路36等
とを有している。分圧回路35は直列接続された抵抗R
107,R108から構成され、この抵抗R107,R1
08によって分圧された電圧が定電圧IC回路36のゲ
ート36Gに入力するようになっている。定電圧IC回
路36は、ゲート36G電圧が所定電圧となるように矢
印方向に電流を流して出力端子33の出力電圧を調整す
るようになっている。例えば、出力端子33の電圧が高
くなるとゲート36Gの電圧が所定値より高くなり、こ
のゲート電圧が所定値となるように定電圧IC回路36
が矢印方向に多くの電流を流して出力端子33の電圧を
下げさせていき、逆に出力端子33の電圧が低くなると
ゲート36Gの電圧が所定値より低くなり、このゲート
電圧が所定値となるように定電圧IC回路36に流れる
電流を減少して出力端子33の電圧を上げていくもので
ある。The voltage detecting circuit 34 has a voltage dividing circuit 35 for dividing the output voltage of the output terminal 33, a constant voltage IC circuit 36 and the like. The voltage dividing circuit 35 has a resistor R connected in series.
107 and R108, and these resistors R107 and R1
The voltage divided by 08 is input to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36. The constant voltage IC circuit 36 adjusts the output voltage of the output terminal 33 by passing a current in the arrow direction so that the voltage of the gate 36G becomes a predetermined voltage. For example, when the voltage of the output terminal 33 becomes higher, the voltage of the gate 36G becomes higher than a predetermined value, and the constant voltage IC circuit 36 is controlled so that the gate voltage becomes a predetermined value.
Causes a large amount of current to flow in the direction of the arrow to lower the voltage of the output terminal 33. Conversely, when the voltage of the output terminal 33 becomes lower, the voltage of the gate 36G becomes lower than a predetermined value, and this gate voltage becomes a predetermined value. Thus, the current flowing through the constant voltage IC circuit 36 is reduced and the voltage of the output terminal 33 is increased.
【0022】すなわち、電圧検出回路34が検出する出
力端子33の出力電圧に応じて定電圧IC回路36に電
流(検知信号)が流れることになる。That is, a current (detection signal) flows through the constant voltage IC circuit 36 in accordance with the output voltage of the output terminal 33 detected by the voltage detection circuit 34.
【0023】PDはフォトカプラPHの発光ダイオード
(伝達回路)であり、この発光ダイオードPDは定電圧
IC回路36に流れる電流に応じて発光して1次側のス
イッチング回路22に伝達する。PD is a light emitting diode (transmission circuit) of the photocoupler PH, and this light emitting diode PD emits light according to the current flowing in the constant voltage IC circuit 36 and transmits it to the switching circuit 22 on the primary side.
【0024】また、トランスTの2次側巻線40の一方
の端子には整流素子(第2整流素子)41が接続され、
この整流素子41の出力端子には平滑コンデンサ42と
定電圧出力回路43が接続されている。定電圧出力回路
43は、平滑コンデンサ42によって平滑された整流電
圧を一定の出力電圧(5V)にして出力端子44へ出力
するものである。A rectifying element (second rectifying element) 41 is connected to one terminal of the secondary winding 40 of the transformer T,
A smoothing capacitor 42 and a constant voltage output circuit 43 are connected to the output terminal of the rectifying element 41. The constant voltage output circuit 43 outputs the rectified voltage smoothed by the smoothing capacitor 42 to the output terminal 44 as a constant output voltage (5V).
【0025】定電圧出力回路43の出力端子とアース間
には平滑コンデンサ45と電圧印加回路(電圧低下手
段:スイッチング周波数低下手段)46とが接続されて
いる。電圧印加回路(電圧低下回路)46は、外部から
のリモート信号によりオン・オフするトランジスタ47
と、カソードが定電圧IC回路36のゲート36Gに接
続されアノードがトランジスタ47のコレクタに接続さ
れたダイオード(入力回路)D3等とを有している。ダ
イオードD3は、トランジスタ47がオフしているとき
定電圧出力回路42の出力電圧を定電圧IC回路36の
ゲート36Gに入力させるものである。A smoothing capacitor 45 and a voltage application circuit (voltage reduction means: switching frequency reduction means) 46 are connected between the output terminal of the constant voltage output circuit 43 and ground. The voltage application circuit (voltage reduction circuit) 46 is a transistor 47 that is turned on / off by a remote signal from the outside.
And a diode (input circuit) D3 whose cathode is connected to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36 and whose anode is connected to the collector of the transistor 47. The diode D3 inputs the output voltage of the constant voltage output circuit 42 to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36 when the transistor 47 is off.
【0026】リモート信号は、軽負荷のときLレベルの
信号であり、通常の負荷のときHレベルの信号であり、
外部の装置(図示せず)から出力されるものである。The remote signal is an L level signal when the load is light, and an H level signal when the load is normal,
It is output from an external device (not shown).
【0027】次に、上記実施形態の電源装置の動作を図
2に示すタイムチャートを参照しながら説明する。Next, the operation of the power supply device of the above embodiment will be described with reference to the time chart shown in FIG.
【0028】トランスTの1次側巻線21に印加される
直流電圧はスイッチング素子Q1により断続され、この
断続によりトランスTの2次側巻線31に交流電圧が誘
起される。そして、整流素子30から図2に示すように
整流電流が出力され、この整流電流が平滑コンデンサ3
2により平滑されて出力端子33から12V(所定電
圧)の直流電圧として出力される。The DC voltage applied to the primary winding 21 of the transformer T is interrupted by the switching element Q1, and this interruption induces an AC voltage in the secondary winding 31 of the transformer T. Then, a rectifying current is output from the rectifying element 30 as shown in FIG.
It is smoothed by 2 and is output from the output terminal 33 as a DC voltage of 12V (predetermined voltage).
【0029】出力端子33に通常の負荷が接続されてい
る場合には、外部からHレベルのリモート信号がトラン
ジスタ47のベースに入力され、トランジスタ47は導
通する。このトランジスタ47の導通によりダイオード
D3のアノードがアース電位となるので、分圧回路35
の分圧電圧(2.5V)が定電圧IC回路36のゲート
36Gに入力する。When a normal load is connected to the output terminal 33, an H-level remote signal is externally input to the base of the transistor 47, and the transistor 47 becomes conductive. Due to the conduction of the transistor 47, the anode of the diode D3 becomes the ground potential, so that the voltage dividing circuit 35
The divided voltage (2.5V) is input to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36.
【0030】そして、定電圧IC回路36は、電圧検出
回路34が検出する出力端子33の出力電圧に応じた電
流を流す。この電流により、ホトカプラPHの発光ダイ
オードPDが発光し、ホトカプラPHのフォトトランジ
スタPTに電流が流れる。この電流によりコンデンサ2
6が充電されていき、スイッチ素子25のベース電圧が
上昇していく。このベース電圧がスイッチ素子25の閾
値を越えるとスイッチ素子25がオンしてスイッチング
素子Q1をオフさせる。The constant voltage IC circuit 36 supplies a current corresponding to the output voltage of the output terminal 33 detected by the voltage detection circuit 34. This current causes the light emitting diode PD of the photocoupler PH to emit light, and a current flows through the phototransistor PT of the photocoupler PH. This current causes the capacitor 2
6 is charged, and the base voltage of the switch element 25 rises. When this base voltage exceeds the threshold value of the switch element 25, the switch element 25 is turned on and the switching element Q1 is turned off.
【0031】いま、例えば図2に示す時点t1でスイッ
チング素子Q1がオフされると、トランスTの1次コイ
ル21に流れる電流が急激に減少することにより、トラ
ンスTの1次側コイル24の電圧Vbが反転し、この後
時点t2で電圧Vbが上昇していく。この1次側コイル2
4の電圧Vbに応じてスイッチング素子Q1のベース電
圧VGが上昇していく。ベース電圧VGがスイッチング素
子Q1の閾値を越えるとスイッチング素子Q1がオンす
る(時点t3)。Now, for example, when the switching element Q1 is turned off at the time t1 shown in FIG. 2, the current flowing through the primary coil 21 of the transformer T sharply decreases, so that the voltage of the primary coil 24 of the transformer T increases. Vb is inverted, and thereafter, the voltage Vb rises at time t2. This primary coil 2
The base voltage VG of the switching element Q1 increases according to the voltage Vb of 4. When the base voltage VG exceeds the threshold value of the switching element Q1, the switching element Q1 is turned on (time point t3).
【0032】1次側コイル24の電圧Vbが反転してい
るとき、すなわち、スイッチング素子Q1がオフしてト
ランスTの極性が反転しているとき、整流素子30から
整流電流が出力される。When the voltage Vb of the primary coil 24 is inverted, that is, when the switching element Q1 is turned off and the polarity of the transformer T is inverted, the rectifying element 30 outputs a rectified current.
【0033】これら動作が繰り返し行われるとともに定
電圧IC回路36の動作により、出力端子33から一定
の出力電圧(12V)が出力されることになる。By repeating these operations and the operation of the constant voltage IC circuit 36, a constant output voltage (12 V) is output from the output terminal 33.
【0034】次に、出力端子33に軽負荷が接続された
場合について説明する。Next, a case where a light load is connected to the output terminal 33 will be described.
【0035】出力端子33に軽負荷が接続されると、ト
ランジスタ47のベース電圧にはLレベルのリモート信
号が入力されてトランジスタ47はオフする。このた
め、定電圧出力回路43の出力電圧(5V)が抵抗R1
およびダイオードD3を介して定電圧IC回路36のゲ
ート36Gに入力する。すなわち、出力端子33の出力
電圧が高くなったのと同じ状態となり、定電圧IC回路
36が流す電流が増加し、この結果、スイッチング素子
Q1はオンしてから短時間でオフすることになる。When a light load is connected to the output terminal 33, an L level remote signal is input to the base voltage of the transistor 47 and the transistor 47 is turned off. Therefore, the output voltage (5 V) of the constant voltage output circuit 43 is equal to the resistance R1.
And to the gate 36G of the constant voltage IC circuit 36 via the diode D3. That is, the same state as when the output voltage of the output terminal 33 becomes high, the current flowing through the constant voltage IC circuit 36 increases, and as a result, the switching element Q1 turns off in a short time after turning on.
【0036】いま、例えば図2に示す時点t10でスイッ
チング素子Q1がオフされると、トランスTの一次コイ
ル21に流れる電流が急激に減少することにより、トラ
ンスTの一次側コイル24の電圧Vbが反転し、この後
時点t11で電圧Vbが上昇していく。Now, for example, when the switching element Q1 is turned off at time t10 shown in FIG. 2, the voltage Vb of the primary coil 24 of the transformer T is reduced because the current flowing through the primary coil 21 of the transformer T is rapidly reduced. The voltage Vb is inverted, and thereafter the voltage Vb rises at time t11.
【0037】ところで、スイッチング素子Q1はオンし
てから短時間でオフしているので、トランスTに蓄えら
れるエネルギーは少ない。このため、反転した電圧Vb2
はVb1より小さく、反転したベース電圧VG2もVG1より
小さなものとなる。そして、電圧Vbの上昇とともにベ
ース電圧VGも上昇して行くが、このベース電圧VGが上
昇して最大となるベース電圧VGaがスイッチング素子Q
1の閾値を越えないように、1次側コイル24の巻き数
と抵抗R4の抵抗値とコンデンサC1の容量とを予め設
定しておくことにより、スイッチング素子Q1はオンせ
ずにベース電圧VGは振動していく。By the way, since the switching element Q1 is turned off in a short time after being turned on, the energy stored in the transformer T is small. Therefore, the inverted voltage Vb2
Is smaller than Vb1 and the inverted base voltage VG2 is also smaller than VG1. Then, as the voltage Vb rises, the base voltage VG also rises, but this base voltage VG rises and the maximum base voltage VGa is the switching element Q.
By presetting the number of turns of the primary coil 24, the resistance value of the resistor R4, and the capacitance of the capacitor C1 so that the threshold value of 1 is not exceeded, the switching element Q1 is not turned on and the base voltage VG is It vibrates.
【0038】一方、コンデンサC1は抵抗R6を介して
充電されていくので、図2の破線で示すように上昇しな
がらベース電圧VGは振動していく。その破線の立ち上
りは抵抗R6,R7およびコンデンサC1の時定数で決ま
る。On the other hand, since the capacitor C1 is charged through the resistor R6, the base voltage VG oscillates while rising as shown by the broken line in FIG. The rise of the broken line is determined by the time constants of the resistors R6 and R7 and the capacitor C1.
【0039】そして、ベース電圧VGがスイッチング素
子Q1の閾値を越えると、スイッチング素子Q1がオンす
る(時点t12)。When the base voltage VG exceeds the threshold value of the switching element Q1, the switching element Q1 is turned on (time point t12).
【0040】このように、スイッチング素子Q1がオフ
してからオンするまでの時間(時点10〜時点t12)が長
くなり、この結果、出力端子33の出力電圧が12V以
下となる。また、スイッチング素子Q1がオフしてから
オンするまでの時間が長くなることにより、スイッチン
グ素子Q1のスイッチング周波数が低下し、スイッチン
グ損失の低減を図ることができる。As described above, the time (time point 10 to time point t12) from when the switching element Q1 is turned off to when it is turned on becomes long, and as a result, the output voltage of the output terminal 33 becomes 12 V or less. Further, since the time from when the switching element Q1 is turned off to when it is turned on becomes long, the switching frequency of the switching element Q1 is lowered and the switching loss can be reduced.
【0041】上記のように、軽負荷時にはトランスTの
1次側コイル24に生じる反転した電圧Vb1を低下(小
さく)させることにより、スイッチング素子Q1のスイ
ッチング周波数を低下させてスイッチング損失の低減を
図ったものである。As described above, when the load is light, the inverted voltage Vb1 generated in the primary coil 24 of the transformer T is reduced (decreased) to reduce the switching frequency of the switching element Q1 to reduce the switching loss. It is a thing.
【0042】[第2実施形態]図3は、第2実施形態の
電源装置の回路図を示したものである。この第2実施形
態では、フォトカプラPHのフォトダイオードPDに並
列にトランジスタQ4を接続し、トランジスタQ4のベ
ースを抵抗R13を介してトランジスタ47のコレクタ
に接続し、トランジスタQ4のコレクタを抵抗R11を
介してフォトダイオードPDのカソードに接続し、トラ
ンジスタ47のコレクタをダイオードD2を介して抵抗
R1に接続したものである。[Second Embodiment] FIG. 3 is a circuit diagram of a power supply device according to a second embodiment. In the second embodiment, the transistor Q4 is connected in parallel to the photodiode PD of the photocoupler PH, the base of the transistor Q4 is connected to the collector of the transistor 47 via the resistor R13, and the collector of the transistor Q4 is connected to the resistor R11. Is connected to the cathode of the photodiode PD, and the collector of the transistor 47 is connected to the resistor R1 via the diode D2.
【0043】この第2実施形態によれば、トランジスタ
47がオンしているとき、すなわち、出力端子33に通
常の負荷が接続されているときトランジスタQ4がオン
し、抵抗R11に電流が流れる。トランジスタ47がオ
フしているとき、すなわち、出力端子33に軽負荷が接
続されているときトランジスタQ4がオフし、抵抗R1
1に電流が流れない。これにより、定常負荷時には定電
圧IC回路36に確実に電流を流し、軽負荷時には不要
なR11の電流を流さなくして損失の低減を図るもので
ある。According to the second embodiment, when the transistor 47 is on, that is, when a normal load is connected to the output terminal 33, the transistor Q4 is on and a current flows through the resistor R11. When the transistor 47 is off, that is, when a light load is connected to the output terminal 33, the transistor Q4 is off and the resistor R1
No current flows through 1. This ensures that a current flows through the constant voltage IC circuit 36 during a steady load, and that an unnecessary current of R11 does not flow during a light load to reduce loss.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、軽負荷のときスイッチング周波数を低くしてスイッ
チング損失を低下させることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the switching loss by reducing the switching frequency when the load is light.
【図1】この発明に係る電源装置の具体的構成を示した
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a specific configuration of a power supply device according to the present invention.
【図2】図1の主要部のタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart of the main part of FIG.
【図3】第2実施形態の構成を示した回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment.
【図4】従来の電源装置の構成を示した回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional power supply device.
21 1次側巻線 22 スイッチング回路 30 整流素子(第1整流素子) 31 2次側巻線 32 平滑コンデンサ 33 出力端子 34 電圧検出回路 46 電圧印加回路 T トランス Q1 スイッチング素子 PH フォトカプラ 21 Primary winding 22 Switching circuit 30 Rectifying element (first rectifying element) 31 Secondary winding 32 smoothing capacitor 33 output terminals 34 Voltage detection circuit 46 Voltage application circuit T transformer Q1 switching element PH photo coupler
Claims (4)
線に設けられ前記直流電圧を断続するスイッチング素子
を有するスイッチング回路と、このスイッチング回路に
よる直流電圧の断続によりトランスの2次側巻線に誘導
される交流電圧を整流する第1整流素子と、この第1整
流素子から出力される整流電圧を平滑して出力端子から
出力電圧を出力する平滑コンデンサと、前記出力電圧を
検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路の検出信号
を一次側のスイッチング回路へ伝達する伝達回路とを備
え、 前記スイッチング回路は、スイッチング素子がオフした
際に反転した電圧を生じる1次側補助巻線と、この1次
側補助巻線に生じる電圧を前記スイッチング素子のゲー
トに印加してスイッチング素子をオンさせるゲート回路
と、前記伝達回路からの検出信号に基づいて前記スイッ
チング素子のゲート電圧を低下させてスイッチング素子
をオフさせるオフ回路とを有し、これらゲート回路およ
びオフ回路によるスイッチング素子のオン・オフにより
前記出力電圧を所定電圧にする電源装置であって、 前記出力端子に接続される負荷が軽負荷のとき、前記1
次側補助巻線に生じる反転した電圧を小さくさせる電圧
低下手段を設けたことを特徴とする電源装置。1. A switching circuit having a switching element provided on a primary winding of a transformer to which a DC voltage is applied and connecting and disconnecting the DC voltage, and a secondary side winding of the transformer due to the connection and disconnection of the DC voltage by the switching circuit. A first rectifying element that rectifies the AC voltage induced in the line, a smoothing capacitor that smoothes the rectified voltage output from the first rectifying element and outputs an output voltage from an output terminal, and a voltage that detects the output voltage. A detection circuit and a transmission circuit that transmits the detection signal of the voltage detection circuit to the switching circuit on the primary side are provided, and the switching circuit includes a primary side auxiliary winding that generates an inverted voltage when the switching element is turned off. A gate circuit for applying a voltage generated in the primary auxiliary winding to the gate of the switching element to turn on the switching element; An off circuit for turning off the switching element by lowering the gate voltage of the switching element based on a detection signal from the circuit, and turning the switching element on and off by the gate circuit and the off circuit causes the output voltage to reach a predetermined voltage. And a load connected to the output terminal is a light load.
A power supply device characterized by comprising voltage lowering means for reducing the inverted voltage generated in the secondary auxiliary winding.
圧が所定電圧となるように前記出力電圧を調整する定電
圧IC回路と、前記出力電圧を分圧して前記ゲートに印
加する分圧回路とを有し、 前記電圧低下手段は、軽負荷のとき前記所定電圧より高
い電圧を前記ゲートに印加する電圧印加回路を有してい
ることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。2. The voltage detecting circuit, a constant voltage IC circuit for adjusting the output voltage so that the voltage input to the gate becomes a predetermined voltage, and a voltage dividing circuit for dividing the output voltage and applying it to the gate. 2. The power supply device according to claim 1, wherein the voltage reduction unit has a voltage application circuit that applies a voltage higher than the predetermined voltage to the gate when the load is light.
接続されこの別の2次側巻線に誘導される交流電圧を整
流する第2整流素子と、 この第2整流素子から出力される整流電圧を一定電圧に
して出力する定電圧出力回路とを備え、 前記電圧印加回路は、外部からのリモート信号によりオ
ン・オフするスイッチ素子と、このスイッチ素子がオフ
しているときのみ前記定電圧出力回路の出力電圧を前記
ゲートに入力させる入力回路とを有していることを特徴
とする請求項2に記載の電源装置。3. A second rectifying element, which is connected to one end of a secondary winding different from the secondary winding and rectifies an AC voltage induced in the secondary winding, and a second rectifying element. A constant voltage output circuit that outputs a rectified voltage output from the rectifying element as a constant voltage, and the voltage applying circuit is a switch element that is turned on / off by a remote signal from the outside, and this switch element is turned off. 3. The power supply device according to claim 2, further comprising an input circuit for inputting the output voltage of the constant voltage output circuit to the gate only when the voltage is present.
て、軽負荷のとき定電圧IC回路に流れる電流を減少さ
せるスイッチ素子を設けたことを特徴とする請求項3に
記載の電源装置。4. The power supply device according to claim 3, further comprising a switch element that is turned on / off by the remote signal to reduce a current flowing through the constant voltage IC circuit when the load is light.
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| JP2001286143A JP4795583B2 (en) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Power supply |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000278946A (en) * | 1999-01-18 | 2000-10-06 | Murata Mfg Co Ltd | Switching power supply device |
| JP2001045759A (en) * | 1999-08-04 | 2001-02-16 | Canon Inc | Self-excited switching power supply |
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2001
- 2001-09-20 JP JP2001286143A patent/JP4795583B2/en not_active Expired - Lifetime
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