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JP2000050629A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

Info

Publication number
JP2000050629A
JP2000050629A JP10218413A JP21841398A JP2000050629A JP 2000050629 A JP2000050629 A JP 2000050629A JP 10218413 A JP10218413 A JP 10218413A JP 21841398 A JP21841398 A JP 21841398A JP 2000050629 A JP2000050629 A JP 2000050629A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
power supply
sub
transformer
switching
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
JP10218413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Sasaki
正人 佐々木
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp 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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP10218413A priority Critical patent/JP2000050629A/en
Publication of JP2000050629A publication Critical patent/JP2000050629A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve switching loss produced by increase in oscillation frequency, when the load current of a switching power supply is low, thus enhancing conversion efficiency. SOLUTION: The auxiliary winding of a transformer 16 is connected with a sub-switching element 21 and a sub-control section 30. The sub-switching element 21 is operated under control by the sub-control section 30, so that a main switching element 12 is forcedly turned off, and the sub-control section 30 forcedly keeps off the main switching element 12 for a specified period of time after the transformer 16 has discharged exciting energy, and controls the sub-switching element 21 so that the off-duration of the main switching element 12 is extended. As a result, the oscillation frequency of the main switching element 12 can be reduced, and the switching loss and conversion efficiency can be improved.

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】本発明は産業用や民生用の機
器に直流安定化電圧を供給するスイッチング電源装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply for supplying a stabilized DC voltage to industrial and consumer equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は従来例のスイッチング電源装置の
概略的構成を示すブロック回路図、図7は従来例のスイ
ッチング電源装置の動作波形を示す説明図である。以
下、図6と図7とを用い、従来の技術を説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional switching power supply, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing operation waveforms of the conventional switching power supply. The conventional technique will be described below with reference to FIGS.

【0003】図6の従来例のスイッチング電源装置50
は以下の構成からなる。図6において、トランス56は
1次巻線56a、2次巻線56b、補助巻線56cより
成る。トランス56の1次巻線56a側は、いわゆる直
流電圧入力側に当たり、1次巻線56aに、主スイッチ
ング素子52(QA)及び直流電源51が直列接続さ
れ、1つのループを構成している。そして、トランス5
6の補助巻線56cには、主スイッチング素子52(Q
A)を制御する主制御部54及びドライブ回路53が接
続されている。また、トランス56の2次巻線56b側
は、いわゆる整流出力側に当たり、2次巻線56bに、
整流ダイオード57及び平滑コンデンサ58からなる整
流平滑回路が接続されている。そして、整流平滑回路の
出力電圧を検出して主制御部54にフィードバックする
検出部59及び絶縁伝達部55が配設されている。
FIG. 6 shows a conventional switching power supply device 50.
Has the following configuration. 6, the transformer 56 includes a primary winding 56a, a secondary winding 56b, and an auxiliary winding 56c. The primary winding 56a side of the transformer 56 corresponds to a so-called DC voltage input side, and the main switching element 52 (Q A ) and the DC power supply 51 are connected in series to the primary winding 56a to form one loop. . And transformer 5
6 is connected to the main switching element 52 (Q
A ) and a drive circuit 53 for controlling A ) are connected. The secondary winding 56b side of the transformer 56 corresponds to a so-called rectification output side, and the secondary winding 56b
A rectifying and smoothing circuit including a rectifying diode 57 and a smoothing capacitor 58 is connected. Further, a detection section 59 for detecting an output voltage of the rectifying and smoothing circuit and feeding it back to the main control section 54 and an insulation transmission section 55 are provided.

【0004】次に、各回路の動作について説明する。直
流電源51は交流電源を整流平滑して得られたものであ
り、スイッチング電源装置50の入力電源である。直流
電源51は、トランス56の1次巻線56aに主スイッ
チング素子52(QA)を介して供給される。主スイッ
チング素子52(QA)はMOSFETで構成し、ドラ
イブ回路53を介してゲートに印加される主制御部54
のオン・オフ信号によりでオン・オフされ、直流電源5
1からの入力電圧を1次巻線56aに印加したり、遮断
したりする。2次巻線56bの誘起電圧は、整流ダイオ
ード57により整流された後、平滑コンデンサ58によ
り平滑されて出力電圧として出力端子60a、60bよ
り出力される。
Next, the operation of each circuit will be described. The DC power supply 51 is obtained by rectifying and smoothing an AC power supply, and is an input power supply for the switching power supply device 50. The DC power supply 51 is supplied to a primary winding 56a of a transformer 56 via a main switching element 52 (Q A ). The main switching element 52 (Q A ) is constituted by a MOSFET, and a main control unit 54 applied to a gate via a drive circuit 53.
Is turned on / off by the on / off signal of the DC power supply 5
The input voltage from 1 is applied to the primary winding 56a or cut off. The induced voltage of the secondary winding 56b is rectified by the rectifier diode 57, then smoothed by the smoothing capacitor 58, and output as output voltages from the output terminals 60a and 60b.

【0005】また、検出部59は前記出力電圧を基準電
圧と比較し、比較結果は比較信号として絶縁伝達部55
を介して主制御部54にフィードバックされる。主制御
部54はトランス56の補助巻線56cに発生する誘起
電圧を検知し、主スイッチング素子52(QA)がオフ
しトランス56に蓄えられた励磁エネルギーが全て放出
され、補助巻線56cに誘起電圧が出なくなると、主制
御部54の出力を「H」(ハイ、即ち、QAをオンする
ハイレベルの制御信号)にし、ドライブ回路53を介し
て主スイッチング素子52(QA)のゲートを「H」に
して主スイッチング素子52(QA)をオンする。ま
た、主制御部54は検出部59からの比較信号に基づい
て主スイッチング素子52(QA)のオン期間を制御す
ることで出力電圧の安定化を行っている。絶縁伝達部5
5はトランス56の1次巻線56a側と2次巻線56b
側を絶縁するとともに検出部59からの比較信号を主制
御部54に伝達する。即ち、スイッチング電源装置50
はトランス56と絶縁伝達部55により、1次巻線56
a側(1次側)と2次巻線56b側(2次側)とに分離
されている。
A detecting section 59 compares the output voltage with a reference voltage, and the result of the comparison is used as a comparison signal as an insulation transmission section 55.
Is fed back to the main control unit 54 via the. The main control unit 54 detects the induced voltage generated in the auxiliary winding 56c of the transformer 56, turns off the main switching element 52 (Q A ), discharges all the excitation energy stored in the transformer 56, and outputs the excitation energy to the auxiliary winding 56c. When the induced voltage stops being output, the output of the main control unit 54 is set to “H” (high, that is, a high-level control signal for turning on Q A ), and the drive of the main switching element 52 (Q A ) via the drive circuit 53. The gate is set to “H” to turn on the main switching element 52 (Q A ). Further, the main control section 54 stabilizes the output voltage by controlling the ON period of the main switching element 52 (Q A ) based on the comparison signal from the detection section 59. Insulation transmission part 5
5 is the primary winding 56a side of the transformer 56 and the secondary winding 56b
The side is insulated and the comparison signal from the detection unit 59 is transmitted to the main control unit 54. That is, the switching power supply device 50
Is the primary winding 56 by the transformer 56 and the insulation transmitting section 55.
a side (primary side) and a secondary winding 56b side (secondary side).

【0006】図6のように構成されたスイッチング電源
装置50の動作を図7の動作波形図を用いてさらに詳細
に説明する。以下の説明で、主スイッチング素子52
(QA)を「スイッチング素子QA」と標記する。
The operation of the switching power supply device 50 configured as shown in FIG. 6 will be described in more detail with reference to the operation waveform diagram of FIG. In the following description, the main switching element 52
(Q A ) is referred to as “switching element Q A ”.

【0007】図7において、(a)はスイッチング素子
Aのドレイン・ソース間電圧VDS、(b)はトランス
56の1次巻線56a側1次電流I1、(c)はスイッ
チング素子QAのゲート電圧VG、(d)はトランス56
の2次巻線56b側2次電流I2、の各波形を横軸に共
通の時間軸をとって表してある。
In FIG. 7, (a) shows the drain-source voltage V DS of the switching element Q A , (b) shows the primary current I 1 on the primary winding 56a side of the transformer 56, and (c) shows the switching element Q gate voltage V G of a, (d) trans 56
The secondary winding 56b side secondary current I 2 of, are expressed taking the common time axis of each waveform on the horizontal axis of the.

【0008】時間軸に沿って説明する。 (1)期間t0−t1間の動作(QAオン) 主制御部54からのオン信号によりスイッチング素子Q
Aのゲート電圧VGは「H」となり、スイッチング素子Q
Aはオンしドレイン・ソース間電圧VDSは、ほぼゼロで
ある。直流電源51より供給された入力電圧は、トラン
ス56の1次巻線56aに印加され、スイッチング素子
Aがオンすることにより、トランス56の1次巻線5
6aに1次電流I1が流れ、トランス56に磁束が発生
し励磁エネルギーが蓄積される。このときトランス56
の2次巻線56bに誘起電圧(●の方向)が発生する
が、整流ダイオード57を逆バイアスする方向に電圧が
印加されるように構成されているため、トランス56の
2次巻線56b側2次電流I2は流れない。
The description will be given along the time axis. (1) Operation during period t 0 -t 1 (Q A ON) The switching element Q is turned on by the ON signal from the main control unit 54.
Gate voltage V G of A becomes "H", the switching element Q
A turns on, and the drain-source voltage V DS is almost zero. Supplied input voltage from the DC power supply 51 is applied to the primary winding 56a of the transformer 56, by the switching element Q A is turned on, the primary winding 5 of the transformer 56
Primary current I 1 flows in 6a, the exciting energy flux is generated is accumulated in the transformer 56. At this time, the transformer 56
An induced voltage (in the direction of ●) is generated in the secondary winding 56b of the transformer 56, but a voltage is applied in a direction of reversely biasing the rectifier diode 57. the secondary current I 2 does not flow.

【0009】(2)期間t1−t2間の動作(QAオフ) 主制御部54からのオフ信号によりスイッチング素子Q
Aのゲート電圧VGは「L」(ロー、即ち、QAをオフす
るローレベルの制御信号)となり、スイッチング素子Q
Aがオフしドレイン・ソース間電圧VDSは「H」、前記
1次電流I1はゼロとなる。スイッチング素子QAがオフ
することにより、前記1次巻線56aに誘起電圧(●と
逆方向)が発生すると同時に、前記2次巻線56bにも
誘起電圧(●と逆方向)が発生し、整流ダイオード57
を順バイアスする方向に電圧が印加されるため、トラン
ス56に蓄積された励磁エネルギーが前記2次巻線56
bを介して2次電流I2として放出され、整流ダイオー
ド57により整流された後、平滑コンデンサ58により
平滑されて出力電圧VOとして出力端子60a、60b
に供給される。トランス56に蓄積された励磁エネルギ
ーが放出されるにともない、2次電流I2は減少し時刻
2でゼロになると、前記1次巻線56a、2次巻線5
6bの誘起電圧はなくなる。このとき主制御部54から
のオン信号によりスイッチング素子QAのゲート電圧VG
は「H」となり、スイッチング素子QAは再びオンし、
上記(1)、(2)の動作が繰り返されることで、出力
電圧VOは連続的に出力端子60a、60bに供給され
る。
(2) Operation during period t 1 -t 2 (Q A off) The switching element Q
Gate voltage V G of A "L" (low, i.e., a low level control signal to turn off the Q A), and the switching element Q
A turns off, the drain-source voltage V DS becomes “H”, and the primary current I 1 becomes zero. By switching element Q A is turned off, the time when the induced voltage in the primary winding 56a (● the opposite direction) is generated, the secondary winding 56b to the induced voltage (● opposite direction) is generated, Rectifier diode 57
Is applied in a direction of forward biasing the secondary winding 56 so that the excitation energy stored in the transformer 56 is
through b is released as the secondary current I 2, after being rectified by the rectifying diode 57, the output terminal 60a is smoothed by the smoothing capacitor 58 as the output voltage V O, 60b
Supplied to As the excitation energy stored in the transformer 56 is released, the secondary current I 2 decreases and becomes zero at time t 2 , and the primary winding 56 a and the secondary winding 5
The induced voltage of 6b disappears. Gate voltage V G of this when the switching element Q A by the ON signal from the main control unit 54
Becomes "H", the switching element Q A is turned on again,
By repeating the operations (1) and (2), the output voltage V O is continuously supplied to the output terminals 60a and 60b.

【0010】また、図7において実線は出力端子60
a、60bより出力電流IOが多く流れ出ている時であ
り、いわゆる重負荷時を示し、点線は出力端子60a、
60bより出力電流IOが少なく流れ出ている時であ
り、いわゆる軽負荷時を示している。検出部59は、出
力電圧VOと基準電圧とを比較し、比較結果を比較信号
として絶縁伝達部55を介して主制御部54にフィード
バックする。主制御部54は、前記比較信号に基づいて
スイッチング素子QAのオン期間(期間t0−t1間)
を、重負荷時に長く軽負荷時に短くなるように制御する
ことにより、出力電圧VOは、直流電源51からの入力
電圧及び出力電流IOの変動対しても、スイッチング素
子QAのオン期間(期間t0−t1間)が変化して、常に
一定に保たれる。
In FIG. 7, a solid line indicates an output terminal 60.
a, when a larger output current IO flows out of the output terminals 60a, 60b.
This is the time when the output current I O flows out less than 60b, indicating a so-called light load. The detection unit 59 compares the output voltage V O with the reference voltage, and feeds back the comparison result to the main control unit 54 via the insulation transmission unit 55 as a comparison signal. The main control unit 54, the on period of the switching element Q A on the basis of the comparison signal (period t 0 -t 1 between)
Is controlled so as to be longer at the time of heavy load and shorter at the time of light load, so that the output voltage V O is not affected by the variation of the input voltage from the DC power supply 51 and the output current I O , while the ON period of the switching element Q A ( period t 0 -t 1 between) is changed, it is always kept constant.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術のスイッチング電源装置は、次のような問題点があ
った。
However, the prior art switching power supply has the following problems.

【0012】スイッチング電源装置を用いた機器は、機
器の電源オフ時、即ち待機動作時においても、リモコン
受信機能を働かせておく、機器の動作設定状態を保持す
る、機器の設定状態を表示するなど、機器の一部の機能
を働かせておくなどのために、スイッチング電源装置は
微小電流を機器に供給している。ところが上記で述べた
通り、図6のスイッチング電源装置50において、出力
電流IOが少なく流れ出ているとき、いわゆる軽負荷
時、主制御部54は、主スイッチング素子52(QA
のオン期間(期間t0−t1間)を短くなるように制御す
ることにより、出力電圧VOを一定に保っているため、
軽負荷時スイッチング電源装置50の発振周波数が高く
なり、主スイッチング素子52(QA)のスイッチング
損失が大きくなり、スイッチング電源装置50変換効率
が悪くなる、主スイッチング素子52(QA)が発熱す
る、スイッチングノイズが増加するなどの問題があっ
た。
In a device using a switching power supply, a remote control reception function is activated even when the device is turned off, that is, in a standby operation, an operation setting state of the device is maintained, and a setting state of the device is displayed. The switching power supply supplies a small current to the device in order to keep some functions of the device working. However, as described above, in the switching power supply device 50 of FIG. 6, when the output current IO is flowing out at a low level, that is, at a so-called light load, the main control unit 54 sets the main switching element 52 (Q A ).
The output voltage V O is kept constant by controlling the ON period (period t 0 -t 1 ) to be shorter.
The oscillation frequency of the switching power supply 50 at light load increases, the switching loss of the main switching element 52 (Q A ) increases, the conversion efficiency of the switching power supply 50 deteriorates, and the main switching element 52 (Q A ) generates heat. However, there have been problems such as an increase in switching noise.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
スイッチング電源装置は、直流電圧をオン・オフし高周
波交流電圧に変換する主スイッチング素子と、少なくと
も1次巻線、2次巻線、補助巻線を備えたトランスと、
該トランスの1次巻線に該主スイッチング素子が接続さ
れ、該トランスの2次巻線に整流平滑回路と、該整流平
滑回路の出力が一定となるように該主スイッチング素子
をオン・オフ制御する主制御部とを備えたスイッチング
電源装置において、前記トランスの補助巻線には副スイ
ッチング素子と副制御部とが接続され、前記副スイッチ
ング素子は前記副制御部の制御に基づき主スイッチング
素子を強制的にオフするように動作し、前記副制御部
は、トランスが励磁エネルギーを放出完了後、所定の時
間前記主スイッチング素子を強制的にオフさせて、該主
スイッチング素子のオフ期間を延長するように前記副ス
イッチング素子を制御すること、を特徴とするものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a switching power supply, comprising: a main switching element for turning on / off a DC voltage and converting the DC voltage into a high-frequency AC voltage; and at least a primary winding and a secondary winding. A transformer with auxiliary windings,
The main switching element is connected to the primary winding of the transformer, the rectifying / smoothing circuit is connected to the secondary winding of the transformer, and the main switching element is turned on / off so that the output of the rectifying / smoothing circuit is constant. A sub-switching element and a sub-controller are connected to the auxiliary winding of the transformer, and the sub-switching element controls the main switching element based on the control of the sub-controller. The sub-control unit operates to forcibly turn off the main switching element, and forcibly turns off the main switching element for a predetermined time after the transformer completes releasing the excitation energy, thereby extending an off period of the main switching element. The sub-switching element is controlled as described above.

【0014】また、本発明の請求項2記載のスイッチン
グ電源装置の前記副制御部は、前記主スイッチング素子
を所定の時間だけ強制的にオフさせるための所定の時間
をカウントするタイマ部と、前記トランスの補助巻線の
誘起電圧を検出し、トランスが励磁エネルギーを放出完
了まで、該タイマ部の動作を停止させ、トランスが励磁
エネルギーを放出完了後、該タイマ部を動作させるタイ
マ制御部と、で構成されることを特徴とするものであ
る。
The sub-control unit of the switching power supply according to claim 2 of the present invention includes: a timer unit for counting a predetermined time for forcibly turning off the main switching element for a predetermined time; A timer control unit that detects the induced voltage of the auxiliary winding of the transformer, stops the operation of the timer unit until the transformer completes releasing the excitation energy, and operates the timer unit after the transformer completes releasing the excitation energy; It is characterized by comprising.

【0015】また、本発明の請求項3記載のスイッチン
グ電源装置の前記タイマ部は、コンデンサと抵抗からな
るCR時定数回路で構成され、該コンデンサの充電電圧
が所定の電圧に等しくなるまでの時間だけ、前記主スイ
ッチング素子を強制的にオフさせることを特徴とするも
のである。
Further, the timer unit of the switching power supply according to claim 3 of the present invention is constituted by a CR time constant circuit comprising a capacitor and a resistor, and a time required for the charging voltage of the capacitor to become equal to a predetermined voltage. Only the main switching element is forcibly turned off.

【0016】また、本発明の請求項4記載のスイッチン
グ電源装置は、負荷電流検出部と、切り替え部とを備
え、該負荷電流検出部はスイッチング電源装置の負荷電
流を検出し、負荷電流が少ない軽負荷時の場合はオン信
号を発生し、該負荷電流検出部のオン信号に基づき、該
切り替え部をオン制御し、該切り替え部のオン信号に基
づき、所定の時間前記主スイッチング素子を強制的にオ
フさせて、前記主スイッチング素子のオフ期間を延長す
るように前記副スイッチング素子を制御すること、を特
徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a switching power supply unit including a load current detecting unit and a switching unit, wherein the load current detecting unit detects a load current of the switching power supply unit and has a small load current. In the case of a light load, an ON signal is generated, the switching section is turned ON based on the ON signal of the load current detecting section, and the main switching element is forcibly activated for a predetermined time based on the ON signal of the switching section. And turning off the sub-switching element so as to extend the off-period of the main switching element.

【0017】さらに、本発明の請求項5記載のスイッチ
ング電源装置は、前記スイッチング電源装置が内蔵され
た機器が待機動作時のみ、前記副スイッチング素子は前
記副制御部の制御に基づき主スイッチング素子を強制的
にオフするように動作し、前記副制御部は、トランスが
励磁エネルギーを放出完了後、所定の時間前記主スイッ
チング素子を強制的にオフさせて、該主スイッチング素
子のオフ期間を延長するように前記副スイッチング素子
を制御すること、を特徴とするものである。
Further, in the switching power supply according to a fifth aspect of the present invention, the sub-switching element controls the main switching element based on the control of the sub-controller only when the device incorporating the switching power supply is in standby operation. The sub-control unit operates to forcibly turn off the main switching element, and forcibly turns off the main switching element for a predetermined time after the transformer completes releasing the excitation energy, thereby extending an off period of the main switching element. The sub-switching element is controlled as described above.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】[第1の実施の形態]図1〜図3
は、本発明の第1の実施の形態に係わるスイッチング電
源装置に関する図であり、図1は、主に特許請求の範囲
の請求項1に関するものであり、図2と図3は、主に特
許請求の範囲の請求項2と請求項3に関するものであ
る。図1は本発明のスイッチング電源装置の概略的構成
を示すブロック回路図、図2は本発明のスイッチング電
源装置の実施例を示す回路図、図3は本発明のスイッチ
ング電源装置の動作波形を示す説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] FIGS. 1 to 3
1 is a diagram related to a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 mainly relates to claim 1 of the claims, and FIG. 2 and FIG. The present invention relates to claims 2 and 3. FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a switching power supply of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the switching power supply of the present invention, and FIG. 3 shows operation waveforms of the switching power supply of the present invention. FIG.

【0019】図1の本発明のスイッチング電源装置1は
以下の構成からなる。図1において、トランス16は1
次巻線16a、2次巻線16b、補助巻線16c、16
dより成る。トランス16の1次巻線16a側は、いわ
ゆる直流電圧入力側に当たり、1次巻線16aに、主ス
イッチング素子12(Q1)及び直流電源11が直列接
続され、1つのループを構成している。そして、トラン
ス16の補助巻線16cには主スイッチング素子12
(Q1)を制御する主制御部14及びドライブ回路13
が接続されている。また、トランス16の2次巻線16
b側は、いわゆる整流出力側に当たり、2次巻線16b
に、整流ダイオード17及び平滑コンデンサ18からな
る整流平滑回路が接続されている。
The switching power supply 1 of the present invention shown in FIG. 1 has the following configuration. In FIG. 1, the transformer 16 is 1
Secondary winding 16a, secondary winding 16b, auxiliary windings 16c, 16
d. The primary winding 16a side of the transformer 16 corresponds to a so-called DC voltage input side, and the main switching element 12 (Q1) and the DC power supply 11 are connected in series to the primary winding 16a to form one loop. The auxiliary winding 16c of the transformer 16 has a main switching element 12
Main control unit 14 and drive circuit 13 for controlling (Q1)
Is connected. Also, the secondary winding 16 of the transformer 16
The b side corresponds to a so-called rectified output side, and the secondary winding 16b
Is connected to a rectifying / smoothing circuit including a rectifying diode 17 and a smoothing capacitor 18.

【0020】そして、整流平滑回路の出力電圧を検出し
て主制御部14にフィードバックする検出部19及び絶
縁伝達部15が配設されている。そして、トランス16
の補助巻線16dには副スイッチング素子21(Q2)
と副スイッチング素子21(Q2)を制御する副制御部
30が接続されている。次に各回路の動作について説明
する。直流電源11は交流電源を整流平滑して得られた
ものであり、スイッチング電源装置1の入力電源であ
る。直流電源11はトランス16の1次巻線16aに主
スイッチング素子12(Q1)を介して供給される。主
スイッチング素子12(Q1)はMOSFET等で構成
し、ドライブ回路13を介してゲートに印加される主制
御部14のオン・オフ信号によりでオン・オフされ、直
流電源11からの入力電圧を1次巻線16aに印加した
り、遮断したりする。2次巻線16bの誘起電圧は整流
ダイオード17により整流された後、平滑コンデンサ1
8により平滑されて出力電圧として出力端子20a、2
0bより出力される。
A detection unit 19 for detecting the output voltage of the rectifying and smoothing circuit and feeding it back to the main control unit 14 and an insulation transmission unit 15 are provided. And the transformer 16
Auxiliary switching element 21 (Q2)
And a sub control unit 30 for controlling the sub switching element 21 (Q2). Next, the operation of each circuit will be described. The DC power supply 11 is obtained by rectifying and smoothing an AC power supply, and is an input power supply of the switching power supply device 1. DC power supply 11 is supplied to primary winding 16a of transformer 16 via main switching element 12 (Q1). The main switching element 12 (Q1) is constituted by a MOSFET or the like, and is turned on / off by an on / off signal of a main control unit 14 applied to a gate via a drive circuit 13 so that the input voltage from the DC power supply 11 becomes 1 It is applied to the next winding 16a or cut off. After the induced voltage of the secondary winding 16b is rectified by the rectifier diode 17, the smoothing capacitor 1
8 and output terminals 20a, 20a
0b.

【0021】また、検出部18は前記出力電圧を基準電
圧と比較し、比較結果は比較信号として絶縁伝達部15
を介して主制御部14にフィードバックされる。主制御
部14はトランス16の補助巻線16cに発生する誘起
電圧を検知し、主スイッチング素子12(Q1)がオフ
しトランス16に蓄えられた励磁エネルギーが全て放出
され、補助巻線16cに誘起電圧が出なくなると、主制
御部14の出力を「H」(ハイ、即ち、Q1をオンする
ハイレベルの制御信号)にし、ドライブ回路13を介し
て主スイッチング素子12(Q1)のゲートを「H」に
して主スイッチング素子12(Q1)をオンする。ま
た、主制御部14は検出部19からの比較信号に基づい
て主スイッチング素子12(Q1)のオン期間を制御す
ることで出力電圧の安定化を行っている。絶縁伝達部1
5はトランス16の1次巻線16a側と2次巻線16b
側を絶縁するとともに検出部19からの比較信号を主制
御部14に伝達する。即ち、スイッチング電源装置1は
トランス16と絶縁伝達部15により、1次巻線16a
側(1次側)と2次巻線16b側(2次側)とに分離さ
れている。
The detecting section 18 compares the output voltage with a reference voltage, and the result of the comparison is used as a comparison signal as an insulation transmission section 15.
Is fed back to the main control unit 14 via the. The main control unit 14 detects the induced voltage generated in the auxiliary winding 16c of the transformer 16, turns off the main switching element 12 (Q1), discharges all the excitation energy stored in the transformer 16, and induces the auxiliary winding 16c. When the voltage stops, the output of the main control unit 14 is set to “H” (high, that is, a high-level control signal for turning on Q1), and the gate of the main switching element 12 (Q1) is set to “ H "to turn on the main switching element 12 (Q1). Further, the main control unit 14 stabilizes the output voltage by controlling the ON period of the main switching element 12 (Q1) based on the comparison signal from the detection unit 19. Insulation transmission unit 1
5 is a primary winding 16a side of the transformer 16 and a secondary winding 16b
The side is insulated and the comparison signal from the detection unit 19 is transmitted to the main control unit 14. That is, the switching power supply device 1 includes the primary winding 16 a
Side (primary side) and the secondary winding 16b side (secondary side).

【0022】また、主スイッチング素子12(Q1)の
ゲートは、副スイッチング素子21(Q2)を介して直
流電源11の低電圧側に接続されている。従って、副ス
イッチング素子21(Q2)をオンすることにより、主
スイッチング素子12(Q1)のゲートを「L」(ロ
ー、即ち、Q1をオフするローレベルの制御信号)と
し、主制御部14とは無関係に独立して、主スイッチン
グ素子12(Q1)を強制的にオフさせることができ
る。また、トランス16の補助巻線16dに接続されて
いる副制御部30は、トランス16が励磁エネルギーを
放出完了後、所定の時間主スイッチング素子12(Q
1)を強制的にオフさせ、必要に応じて定められる所定
の時間だけ主スイッチング素子12(Q1)のオフ期間
を延長するように副スイッチング素子21(Q2)を制
御し、その結果、主スイッチング素子12(Q1)の発
振周波数が低くなるように動作する。
The gate of the main switching element 12 (Q1) is connected to the low voltage side of the DC power supply 11 via the sub-switching element 21 (Q2). Accordingly, by turning on the sub-switching element 21 (Q2), the gate of the main switching element 12 (Q1) is set to “L” (low, that is, a low-level control signal for turning off Q1), and the main control unit 14 , The main switching element 12 (Q1) can be forcibly turned off independently. The sub-control unit 30 connected to the auxiliary winding 16d of the transformer 16 outputs the main switching element 12 (Q) for a predetermined time after the transformer 16 completes emitting the excitation energy.
1) is forcibly turned off, and the sub-switching element 21 (Q2) is controlled so that the off-period of the main switching element 12 (Q1) is extended for a predetermined time determined as necessary. The operation is performed so that the oscillation frequency of the element 12 (Q1) becomes lower.

【0023】図2は本発明のスイッチング電源装置の実
施例を示す回路図である。副スイッチング素子21(Q
2)は、トランジスタで構成されている。また、副制御
部30は、主スイッチング素子12(Q1)を所定の時
間だけ強制的にオフさせるための所定の時間をカウント
するタイマ部36と、トランス16の補助巻線16dの
誘起電圧を検出し、トランスが励磁エネルギーを放出完
了まで、タイマ部36の動作を停止させ、トランス16
が励磁エネルギーを放出完了後、タイマ部36を動作さ
せるタイマ制御部31とで構成される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the switching power supply of the present invention. Sub switching element 21 (Q
2) is composed of a transistor. The sub-control unit 30 detects a timer unit 36 for counting a predetermined time for forcibly turning off the main switching element 12 (Q1) for a predetermined time, and detects an induced voltage of the auxiliary winding 16d of the transformer 16. The operation of the timer unit 36 is stopped until the transformer completes releasing the excitation energy,
After the excitation energy is completely released, the timer control unit 31 that operates the timer unit 36 is configured.

【0024】さらに、タイマ部36は、トランジスタ3
7(Q3)、ダイオード38、40、44、抵抗42、
コンデンサ43、及びコンデンサ39と抵抗41からな
るCR時定数回路で構成され、コンデンサ39の充電電
圧が規定電圧に達するまでの時間だけ、主スイッチング
素子12(Q1)を強制的にオフさせる。また、タイマ
制御部31は、トランジスタ32(Q4)、ダイオード
33、抵抗34、35で構成されている。
Further, the timer section 36 includes the transistor 3
7 (Q3), diodes 38, 40, 44, resistor 42,
The main switching element 12 (Q1) is forcibly turned off only for a time until the charging voltage of the capacitor 39 reaches a specified voltage, which is constituted by a capacitor 43 and a CR time constant circuit including the capacitor 39 and the resistor 41. The timer control unit 31 includes a transistor 32 (Q4), a diode 33, and resistors 34 and 35.

【0025】図2のように構成されたスイッチング電源
装置1の動作を図3の動作波形図を用いてさらに詳細に
説明する。以下の説明で、主スイッチング素子12(Q
1)を「スイッチング素子Q1」と標記し、副スイッチ
ング素子21(Q2)を「スイッチング素子Q2」と標
記し、トランジスタ37(Q3)、トランジスタ32
(Q4)をそれぞれ「トランジスタQ3」、「トランジ
スタQ4」と標記する。
The operation of the switching power supply device 1 configured as shown in FIG. 2 will be described in more detail with reference to the operation waveform diagram of FIG. In the following description, the main switching element 12 (Q
1) is denoted as “switching element Q1”, sub-switching element 21 (Q2) is denoted as “switching element Q2”, and transistor 37 (Q3) and transistor 32
(Q4) is referred to as “transistor Q3” and “transistor Q4”, respectively.

【0026】(a)はスイッチング素子Q1のドレイン
・ソース間電圧VDS、(b)はトランス16の1次巻線
16a側1次電流I1、(c)はスイッチング素子Q1
のゲート電圧VG1,(d)は主制御部14の制御信号電
圧VM、(e)はトランス16の2次巻線16b側2次
電流I2、(f)はCR時定数回路のコンデンサ39の
電圧VC、(g)はスイッチング素子Q2のベース間電
圧VB2、(h)はトランジスタQ3のベース間電圧
B3、(j)はトランジスタQ4のベース間電圧VB4
(k)はトランス16の補助巻線16d側電流I3、の
各波形を横軸に共通の時間軸をとって表してある。ま
た、スイッチング素子Q1はゲート電圧VG1が「H」の
時にオン、ゲート電圧VG1が「L」の時にオフし、スイ
ッチング素子Q2、トランジスタQ3、トランジスタQ
4はそれぞれベース電圧VB2、VB3、VB4が「H」の時
にオン、ゲート電圧VB2、VB3、VB4が「L」の時にオ
フするように構成されている。
(A) is the drain-source voltage V DS of the switching element Q1, (b) is the primary current I 1 on the primary winding 16a side of the transformer 16, (c) is the switching element Q1
Capacitor of the gate voltage V G1, (d) the control signal voltage V M of the main control section 14, (e) secondary winding 16b side secondary current I 2 of the transformer 16, (f) the CR time constant circuit 39 is a voltage V C , (g) is a base-to-base voltage V B2 of the switching element Q2, (h) is a base-to-base voltage V B3 of the transistor Q3, (j) is a base-to-base voltage V B4 of the transistor Q4,
(K) shows each waveform of the auxiliary winding 16d side current I 3 of the transformer 16 with a common time axis on the horizontal axis. The switching element Q1 is turned on when the gate voltage V G1 is “H”, and turned off when the gate voltage V G1 is “L”, so that the switching element Q2, the transistor Q3, and the transistor Q
Numeral 4 is configured to turn on when the base voltages V B2 , V B3 , V B4 are “H” and to turn off when the gate voltages V B2 , V B3 , V B4 are “L”.

【0027】時間軸に沿って説明する。 (1)時刻t0までの動作(Q1オン、Q2オフ、Q3
オン、Q4オフ) 主制御部14から出力される制御信号電圧VMは「H」
であり、スイッチング素子Q2がオフしているため、ド
ライブ回路13を介して、スイッチング素子Q1のゲー
ト電圧VG1は「H」となり、スイッチング素子Q1はオ
ンし、ドレイン・ソース間電圧VDSはほぼゼロである。
直流電源11より供給された入力電圧は、トランス16
の1次巻線16aに印加され、スイッチング素子Q1が
オンしていることにより、トランス16の1次巻線16
aに1次電流I1が流れ、トランス16に磁束が発生し
励磁エネルギーが蓄積される。このときトランス16の
2次巻線16bに誘起電圧(●の方向)が発生するが、
整流ダイオード17を逆バイアスする方向に電圧が印加
されるように構成されているため、トランス16の2次
巻線16b側2次電流I2は流れない。また、このとき
トランス16の補助巻線16dに誘起電圧(●の方向)
が発生するが、ダイオード44を逆バイアスする方向に
電圧が印加されるように構成されているため、トランス
16の補助巻線16d側電流I3は流れない。
The description will be given along the time axis. (1) Operation up to time t 0 (Q1 on, Q2 off, Q3
ON, the control signal voltage V M output from Q4 off) the main control unit 14 "H"
Since the switching element Q2 is turned off, the gate voltage V G1 of the switching element Q1 becomes “H” via the drive circuit 13, the switching element Q1 is turned on, and the drain-source voltage V DS is substantially reduced. It is zero.
The input voltage supplied from the DC power supply 11
Is applied to the primary winding 16a of the transformer 16 and the switching element Q1 is turned on.
primary current I 1 flows in a, the excitation energy flux is generated in the transformer 16 is stored. At this time, an induced voltage (in the direction of ●) is generated in the secondary winding 16b of the transformer 16,
A voltage in a direction reverse biasing the rectifier diode 17 is configured to be applied, the secondary winding 16b side secondary current I 2 of the transformer 16 does not flow. At this time, an induced voltage (in the direction of ●) is applied to the auxiliary winding 16d of the transformer 16.
Although but occurs, the voltage in the direction to reverse bias the diode 44 is configured to be applied, the auxiliary winding 16d side current I 3 of the transformer 16 does not flow.

【0028】(2)期間t0−t1間の動作(Q1オフ、
Q2オン、Q3オフ、Q4オン) 時刻t0で主制御部14から出力される制御信号電圧VM
は「L」となり、スイッチング素子Q2がオンするた
め、スイッチング素子Q1のゲート電圧VG1は「L」と
なり、スイッチング素子Q1がオフしドレイン・ソース
間電圧VDSは「H」、1次電流I1はゼロとなる。スイ
ッチング素子Q1がオフすることにより、トランス16
の1次巻線16aに誘起電圧(●と逆方向)が発生する
と同時に、2次巻線16bにも誘起電圧(●と逆方向)
が発生し、整流ダイオード17を順バイアスする方向に
電圧が印加されるため、トランス16に蓄積された励磁
エネルギーが2次巻線16bを介して2次電流I2とし
て放出され、平滑コンデンサ18により平滑されて出力
電圧VOとして出力端子20a、20bに供給される。
また、このときトランス16の補助巻線16dに誘起電
圧(●と逆方向)が発生し、誘起電圧はダイオード33
のツェナー電圧VZ33よりも高いため、ダイオード33
はオンし、電流I3が抵抗35→ダイオード33→トラ
ンジスタQ4のベースの経路で流れ、トランジスタQ4
はオンし、トランジスタQ3のベース電圧VB3が「L」
となり、トランジスタQ3はオフする。
(2) Operation during period t 0 -t 1 (Q1 off,
Q2 ON, Q3 OFF, Q4 ON) the control signal voltage V M that at time t 0 is outputted from the main control unit 14
Becomes "L", the switching element Q2 is turned on, the gate voltage V G1 of the switching element Q1 becomes "L", the voltage V DS is between the switching element Q1 is turned off and the drain-source "H", the primary current I 1 becomes zero. When the switching element Q1 is turned off, the transformer 16
, An induced voltage (in the direction opposite to ●) is generated in the primary winding 16a, and the induced voltage (in the direction opposite to ●) is also applied to the secondary winding 16b.
There occurs, the voltage in the direction of the rectifier diode 17 to forward bias is applied, is released as the secondary current I 2 through the stored exciting energy is secondary winding 16b in the transformer 16, the smoothing capacitor 18 The output voltage V O is smoothed and supplied to the output terminals 20a and 20b.
At this time, an induced voltage (in the direction opposite to ●) is generated in the auxiliary winding 16d of the transformer 16, and the induced voltage is
Is higher than the Zener voltage V Z33 of the
Turns on, and the current I 3 flows through the path of the resistor 35 → the diode 33 → the base of the transistor Q4.
Turns on, and the base voltage V B3 of the transistor Q3 becomes “L”.
And the transistor Q3 is turned off.

【0029】一方、電流I3はダイオード44を介して
コンデンサ43を充電するとともにスイッチング素子Q
2のベースに流れ、スイッチング素子Q2はオンする。
トランス16に蓄積された励磁エネルギーが放出完了す
る時刻t1までの間、トランジスタQ4がオンしている
ため、コンデンサ39と抵抗41からなる時定数回路の
コンデンサ39に蓄えられた電荷はダイオード40→ト
ランジスタQ4の経路で放電されて、コンデンサ39の
電圧VCはゼロになる。ダイオード40はコンデンサ3
9の放電時間を短くするためにある。トランス16に蓄
積された励磁エネルギーが放出されるにともない、2次
電流I2及び電流I3は減少し時刻t1でゼロになると、
1次巻線16a、2次巻線16b、補助巻線16dの誘
起電圧はなくなる。
On the other hand, current I 3 charges capacitor 43 via diode 44 and switches Q
2 and the switching element Q2 is turned on.
Until the excitation energy is released completed time t 1 stored in the transformer 16, the transistor Q4 is turned on, the charge stored in the capacitor 39 of the time constant circuit comprising a capacitor 39 and a resistor 41 diode 40 → Discharged in the path of the transistor Q4, the voltage V C of the capacitor 39 becomes zero. The diode 40 is the capacitor 3
This is to shorten the discharge time of No. 9. As the excitation energy stored in the transformer 16 is released, the secondary current I 2 and the current I 3 decrease and become zero at time t 1 .
The induced voltage in the primary winding 16a, the secondary winding 16b, and the auxiliary winding 16d disappears.

【0030】(3)期間t1−t2間の動作(Q1オフ、
Q2オン、Q3オフ、Q4オフ) トランス16に蓄積された励磁エネルギーが全て放出さ
れ、2次電流I2及び電流I3が時刻t1でゼロになる。
電流I3がゼロになると、トランジスタQ4のベース電
圧VB4は「L」となりトランジスタQ4はオフする。ト
ランジスタQ4がオフすることにより、コンデンサ43
に蓄えられた電荷が抵抗42→抵抗41→コンデンサ3
9の経路でコンデンサ39を充電し、コンデンサ39の
電圧VCは上昇する。コンデンサ39の電圧VCは、時刻
2でトランジスタQ3のベース・エミッタ間電圧VBE3
とダイオード38のツェナー電圧VZ38とを加算した電
圧に等しく(VC=VBE3+VZ38)なる。従って、期間
1−t2間においては、コンデンサ39の電圧VCが、
トランジスタQ3のベース・エミッタ間電圧VBE3とダ
イオード38のツェナー電圧VZ38とを加算した電圧よ
りも低い(VC<(VBE3+VZ38))ため、トランジス
タQ3のベース電圧VB3は「L」となり、トランジスタ
Q3はオフを継続し、コンデンサ43に蓄えられた電荷
がスイッチング素子Q2のベースに流れるため、スイッ
チング素子Q2のベース電圧VB2は「H」となり、スイ
ッチング素子Q2はオンを継続する。主制御部14は、
トランス16に蓄積された励磁エネルギーが全て放出さ
れたことをトランス16の補助巻線16cより検出し、
時刻t1で主制御部14から出力される制御信号電圧VM
は「H」となるが、スイッチング素子Q2がオンを継続
しているため、スイッチング素子Q1のゲート電圧VG1
は「L」となり、スイッチング素子Q1は強制的にオフ
されている。
(3) Operation during period t 1 -t 2 (Q1 off,
Q2 ON, Q3 OFF, Q4 off) the excitation energy accumulated in the transformer 16 are all released, the secondary current I 2 and the current I 3 is zero at time t 1.
When the current I 3 is zero, the base voltage V B4 is "L" transistor Q4 of the transistor Q4 is turned off. When the transistor Q4 is turned off, the capacitor 43
The electric charge stored in the resistor 42 → the resistor 41 → the capacitor 3
9, the capacitor 39 is charged, and the voltage V C of the capacitor 39 rises. Voltage V C of the capacitor 39, the base-emitter voltage V of the transistor Q3 at time t 2 BE3
And the Zener voltage V Z38 of the diode 38 is equal to (V C = V BE3 + V Z38 ). Therefore, during the period t 1 -t 2 , the voltage V C of the capacitor 39 becomes
Since the base-emitter voltage V BE3 of the transistor Q3 is lower than the sum of the zener voltage V Z38 of the diode 38 (V C <(V BE3 + V Z38 )), the base voltage V B3 of the transistor Q3 is “L”. The transistor Q3 continues to be turned off, and the electric charge stored in the capacitor 43 flows to the base of the switching element Q2, so that the base voltage V B2 of the switching element Q2 becomes “H”, and the switching element Q2 continues to be turned on. The main control unit 14
It is detected from the auxiliary winding 16c of the transformer 16 that all the excitation energy stored in the transformer 16 has been released,
Control signal voltage V M output from main control unit 14 at time t 1
Becomes “H”, but since the switching element Q2 continues to be on, the gate voltage V G1 of the switching element Q1
Becomes "L", and the switching element Q1 is forcibly turned off.

【0031】(4)期間t2−t3間の動作(Q1オン、
Q2オフ、Q3オン、Q4オフ) コンデンサ39の電圧VCは、時刻t2でトランジスタQ
3のベース・エミッタ間電圧VBE3とダイオード38の
ツェナー電圧VZ38とを加算した電圧に等しく(VC=V
BE3+VZ38)なり、期間t2−t3間においては、コンデ
ンサ39の電圧VCが、トランジスタQ3のベース・エ
ミッタ間電圧VBE3とダイオード38のツェナー電圧V
Z38とを加算した電圧よりも高くなる(VC>(VBE3
Z38))ため、ダイオード38はオンし、トランジス
タQ3のベース電圧VB3は「H」となり、トランジスタ
Q3がオンするため、スイッチング素子Q2のベース電
圧VB2は「L」となり、スイッチング素子Q2はオフす
る。上記(3)で述べたように期間t1−t2間において
は、主制御部14はトランス16に蓄積された励磁エネ
ルギーが全て放出されたことをトランス16の補助巻線
16cより検出し、時刻t1で主制御部14から出力さ
れる制御信号電圧VMは「H」となるが、スイッチング
素子Q2がオンを継続していたため、スイッチング素子
Q1のゲート電圧V G1は「L」となり、スイッチング素
子Q1は強制的にオフされていた。
(4) Period tTwo-TThreeOperation (Q1 on,
Q2 off, Q3 on, Q4 off) Voltage V of capacitor 39CIs the time tTwoWith transistor Q
3 base-emitter voltage VBE3And diode 38
Zener voltage VZ38Equal to the sum of (VC= V
BE3+ VZ38), Period tTwo-TThreeIn between,
The voltage V of the sensor 39CIs the base energy of transistor Q3.
Voltage V between transmittersBE3And the Zener voltage V of the diode 38
Z38(V)C> (VBE3+
VZ38)), The diode 38 turns on and the transistor
Base voltage VB3Becomes "H" and the transistor
Since Q3 is turned on, the base voltage of switching element Q2 is
Pressure VB2Becomes "L" and the switching element Q2 is turned off.
You. As described in (3) above, the period t1-TTwoIn between
The main controller 14 controls the excitation energy stored in the transformer 16
The auxiliary winding of the transformer 16 confirms that all the energy has been released.
16c and time t1Output from the main control unit 14.
Control signal voltage VMBecomes "H", but switching
Since the element Q2 was kept on, the switching element
Gate voltage V of Q1 G1Becomes "L" and the switching element
Child Q1 was forcibly turned off.

【0032】ところが時刻t2でスイッチング素子Q2
はオフするため、スイッチング素子Q1はスイッチング
素子Q2により強制的にオフされることがなくなり、主
制御部14から出力される制御信号電圧VMの「H」
が、ドライブ回路13を介して、スイッチング素子Q1
のゲート電圧VG1を「H」とし、スイッチング素子Q1
はオンし、ドレイン・ソース間電圧VDSはほぼゼロとな
る。直流電源11より供給された入力電圧は、トランス
16の1次巻線16aに印加され、スイッチング素子Q
1がオンしていることにより、トランス16の1次巻線
16aに1次電流I1が流れ、トランス16に磁束が発
生し励磁エネルギーが蓄積される。
[0032] However, in time t 2 switching element Q2
Because the off, prevents the switching element Q1 is forcibly turned off by the switching element Q2, "H" of the control signal voltage V M output from the main control unit 14
Is connected to the switching element Q1 via the drive circuit 13.
The gate voltage VG1 of the switching element Q1 is set to "H".
Turns on, and the drain-source voltage V DS becomes almost zero. The input voltage supplied from the DC power supply 11 is applied to the primary winding 16a of the transformer 16, and the switching element Q
When 1 is turned on, the primary current I 1 flows through the primary winding 16a of the transformer 16, a magnetic flux is generated in the transformer 16, and the excitation energy is accumulated.

【0033】このときトランス16の2次巻線16bに
誘起電圧(●の方向)が発生するが、整流ダイオード1
7を逆バイアスする方向に電圧が印加されるように構成
されているため、トランス16の2次巻線16b側2次
電流I2は流れない。また、このときトランス16の補
助巻線16dに誘起電圧(●の方向)が発生するが、ダ
イオード44を逆バイアスする方向に電圧が印加される
ように構成されているため、トランス16の補助巻線1
6d側電流I3は流れない。
At this time, an induced voltage (in the direction of ●) is generated in the secondary winding 16b of the transformer 16;
A voltage in a direction reverse bias 7 is configured to be applied, the secondary winding 16b side secondary current I 2 of the transformer 16 does not flow. At this time, an induced voltage (in the direction of ●) is generated in the auxiliary winding 16 d of the transformer 16. However, since the voltage is applied in the direction of reverse biasing the diode 44, the auxiliary winding of the transformer 16 is Line 1
6d side current I 3 does not flow.

【0034】以後は上記(1)から(4)の動作を繰り
返す。上記(1)から(4)で述べたように、スイッチ
ング素子Q2は、主制御部14とは無関係にスイッチン
グ素子Q1を独立してオフすることが出来、副制御部3
0は、時刻t1でトランス16が励磁エネルギーを放出
完了後、所定の時間(期間t1−t2間)主スイッチング
素子Q1を強制的にオフさせ、所定の時間だけ主スイッ
チング素子12(Q1)のオフ期間を延長するように副
スイッチング素子21(Q2)を制御し、その結果、主
スイッチング素子12(Q1)の発振周波数が低くなる
ように動作する。
Thereafter, the above operations (1) to (4) are repeated. As described in the above (1) to (4), the switching element Q2 can turn off the switching element Q1 independently of the main control unit 14, and the sub control unit 3
0 after transformer 16 at time t 1 is completed emits excitation energy, a predetermined time is forcibly turned off (period t 1 -t 2 between) the main switching element Q1, a predetermined time the main switching element 12 (Q1 ) Is controlled so as to extend the off period, and as a result, the operation is performed so that the oscillation frequency of the main switching element 12 (Q1) becomes lower.

【0035】また、副制御部30のタイマ部36は、ス
イッチング素子Q1を所定の時間(期間t1−t2間)だ
け強制的にオフさせるための所定の時間をカウントし、
タイマ制御部31は、トランス16の補助巻線16dの
誘起電圧を検出し、トランス16が励磁エネルギーを放
出完了まで、タイマ部36の動作を停止させ、時刻t1
でトランス16が励磁エネルギーを放出完了後、タイマ
部36を動作させる。
The timer section 36 of the sub control section 30 counts a predetermined time for forcibly turning off the switching element Q1 for a predetermined time (period t 1 -t 2 ),
The timer control unit 31 detects the induced voltage of the auxiliary winding 16d of the transformer 16, stops the operation of the timer unit 36 until the transformer 16 completes releasing the excitation energy, and starts the time t 1.
After the transformer 16 completes releasing the excitation energy, the timer unit 36 is operated.

【0036】また、タイマ部36は、コンデンサ39と
抵抗41からなるCR時定数回路で構成され、コンデン
サ39の充電電圧VCが規定電圧(トランジスタQ3の
ベース・エミッタ間電圧VBE3とダイオード38のツェ
ナー電圧VZ38とを加算した電圧)に等しくなる(VC
BE3+VZ38)までの時間(期間t1−t2間)だけ、ス
イッチング素子Q1を強制的にオフさせている。
The timer section 36 is composed of a CR time constant circuit comprising a capacitor 39 and a resistor 41. The charging voltage V C of the capacitor 39 is controlled to a specified voltage (the base-emitter voltage V BE3 of the transistor Q3 and the diode 38). (The voltage obtained by adding the zener voltage V Z38 ) (V C =
The switching element Q1 is forcibly turned off only for a period of time up to V BE3 + V Z38 ) (period t 1 -t 2 ).

【0037】[第2の実施の形態]図4は、本発明の第
2の実施の形態に係わるスイッチング電源装置の実施例
を示す回路図であり、特許請求の範囲の請求項4に関す
るものである。
[Second Embodiment] FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a switching power supply according to a second embodiment of the present invention. is there.

【0038】図2の本発明の第1の実施の形態に係わる
スイッチング電源装置の実施例を示す回路図と同じ部分
には同一符号を付加すると、図2と比較し、図4のスイ
ッチング電源装置2では、切り替え部45と、絶縁伝達
部22と、負荷電流検出部23が追加されている。切り
替え部45は、副制御部30のタイマ部36において、
ダイオード44のカソードと副スイッチング素子21
(Q2)のベース間に配設され、負荷電流検出部23
は、整流ダイオード17及び平滑コンデンサ18からな
る整流平滑回路と出力端子20bとの間に配設され、絶
縁伝達部22は、切り替え部45と負荷電流検出部23
との間に配設されている。負荷電流検出部23は、図4
では整流ダイオード17及び平滑コンデンサ18からな
る整流平滑回路と出力端子20bとの間に配設されてい
るが、整流平滑回路と出力端子20aとの間に配設して
もよい。図4において、図2と同じ部分の説明は省略
し、図2と比較し追加した負荷電流検出部23と、絶縁
伝達部22と、切り替え部45との動作についてのみ以
下に説明する。
When the same parts as those in the circuit diagram of the switching power supply device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, the switching power supply device shown in FIG. In 2, the switching unit 45, the insulation transmission unit 22, and the load current detection unit 23 are added. The switching unit 45 is provided in the timer unit 36 of the sub-control unit 30.
Cathode of diode 44 and sub-switching element 21
The load current detector 23 is disposed between the bases of (Q2).
Is provided between the output terminal 20b and a rectifying / smoothing circuit including the rectifying diode 17 and the smoothing capacitor 18, and the insulation transmitting unit 22 includes a switching unit 45 and a load current detecting unit 23.
It is arranged between and. The load current detector 23 is configured as shown in FIG.
In the embodiment, the output terminal 20b is provided between the rectifying / smoothing circuit including the rectifying diode 17 and the smoothing capacitor 18, and the output terminal 20a may be provided between the rectifying / smoothing circuit and the output terminal 20a. In FIG. 4, the description of the same parts as in FIG. 2 is omitted, and only the operations of the load current detection unit 23, the insulation transmission unit 22, and the switching unit 45 which are added compared with FIG. 2 will be described below.

【0039】負荷電流検出部23は、整流ダイオード1
7及び平滑コンデンサ18からなる整流平滑回路と出力
端子20bとの間を流れる負荷電流IOを検出し、負荷
電流IOが通常動作時は、絶縁伝達部22を介して切り
替え部45にオフ信号を印加し、負荷電流IOが少ない
場合、即ち、軽負荷時の場合は、絶縁伝達部22を介し
て切り替え部45にオン信号を印加する。
The load current detecting section 23 includes the rectifier diode 1
A load current IO flowing between the output terminal 20b and the rectifying / smoothing circuit composed of the smoothing capacitor 7 and the smoothing capacitor 18 is detected, and when the load current IO is in a normal operation, an OFF signal is sent to the switching unit 45 via the insulating transmission unit 22. When the load current I O is small, that is, when the load is light, an ON signal is applied to the switching unit 45 via the insulating transmission unit 22.

【0040】切り替え部45は、例えばFETやトラン
ジスタなどで構成されるスイッチである。負荷電流検出
部23のオン信号により、切り替え部45がオンの場
合、副制御部30は、前記[第1の実施の形態]で説明
した通り、時刻t1でトランス16が励磁エネルギーを
放出完了後、所定の時間(期間t1−t2間)主スイッチ
ング素子12(Q1)を強制的にオフさせ、所定の時間
だけ主スイッチング素子12(Q1)のオフ期間を延長
するように副スイッチング素子21(Q2)を制御し、
その結果、主スイッチング素子12(Q1)の発振周波
数が低くなるように動作する。
The switching section 45 is a switch composed of, for example, an FET and a transistor. The ON signal of the load current detection unit 23, when the switching unit 45 is turned on, the sub-control section 30, the as described in First Embodiment, transformer 16 at time t 1 is completed emits excitation energy after a predetermined time (during the period t 1 -t 2) forcibly turns off the main switching element 12 (Q1), sub-switching element so as to extend the oFF period of the predetermined time the main switching element 12 (Q1) 21 (Q2),
As a result, the operation is performed so that the oscillation frequency of the main switching element 12 (Q1) becomes lower.

【0041】負荷電流検出部23のオフ信号により、切
り替え部45がオフの場合、トランス16の補助巻線1
6dの誘起電圧(●と逆方向)によりダイオード44と
コンデンサ43で作られた「H」の電圧が副スイッチン
グ素子21(Q2)のベースに印加されないため、副ス
イッチング素子21(Q2)は常にオフし、主スイッチ
ング素子12(Q1)は、副制御部30により制御され
なくなる。
When the switching unit 45 is turned off by the off signal of the load current detection unit 23, the auxiliary winding 1 of the transformer 16 is turned off.
Since the "H" voltage generated by the diode 44 and the capacitor 43 is not applied to the base of the sub-switching element 21 (Q2) due to the induced voltage of 6d (in the direction opposite to ●), the sub-switching element 21 (Q2) is always turned off. However, the main switching element 12 (Q1) is no longer controlled by the sub control unit 30.

【0042】絶縁伝達部22は、負荷電流検出部23と
切り替え部45との間を絶縁するとともに、負荷電流検
出部23からのオン・オフ信号を切り替え部45に伝達
する。即ち、スイッチング電源装置2は、トランス16
と絶縁伝達部15と絶縁伝達部22とにより、1次巻線
16a側(1次側)と2次巻線16b側(2次側)とに
分離されている。
The insulation transmission section 22 insulates between the load current detection section 23 and the switching section 45 and transmits an on / off signal from the load current detection section 23 to the switching section 45. That is, the switching power supply device 2
, The insulation transmission part 15 and the insulation transmission part 22 are separated into a primary winding 16a side (primary side) and a secondary winding 16b side (secondary side).

【0043】上記で述べたように、スイッチング電源装
置2は、負荷電流IOが少ない場合、即ち、軽負荷時の
場合のみ、前記[第1の実施の形態]で説明した通り、
時刻t1でトランス16が励磁エネルギーを放出完了
後、所定の時間(期間t1−t間)主スイッチング素
子12(Q1)を強制的にオフさせ、所定の時間だけ主
スイッチング素子12(Q1)のオフ期間を延長するよ
うに副スイッチング素子21(Q2)を制御し、その結
果、主スイッチング素子12(Q1)の発振周波数が低
くなるように動作する。
As described above, the switching power supply 2 operates only when the load current IO is small, that is, when the load is light, as described in the first embodiment.
After release complete transformer 16 is excited energy at time t 1, forcibly turns off the predetermined time (period t 1 -t 2 between) main switching element 12 (Q1), for a predetermined time the main switching element 12 (Q1 ) Is controlled so as to extend the off period, and as a result, the operation is performed so that the oscillation frequency of the main switching element 12 (Q1) becomes lower.

【0044】[第3の実施の形態]図5は、本発明の第
3の実施の形態に係わるスイッチング電源装置の実施例
を示す回路図であり、特許請求の範囲の請求項5に関す
るものである。
[Third Embodiment] FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of a switching power supply unit according to a third embodiment of the present invention. is there.

【0045】図2の本発明の第1の実施の形態に係わる
スイッチング電源装置の実施例を示す回路図と同じ部分
には同一符号を付加すると、図2と比較し、図5のスイ
ッチング電源装置2では、切り替え部45と、絶縁伝達
部24と、機器待機信号入力端子25が追加されてい
る。切り替え部45は、副制御部30のタイマ部36に
おいて、ダイオード44のカソードと副スイッチング素
子21(Q2)のベース間に配設され、負荷電流検出部
23は、整流ダイオード17及び平滑コンデンサ18か
らなる整流平滑回路と出力端子20bとの間に配設さ
れ、絶縁伝達部22は、切り替え部45と機器待機信号
入力端子25との間に配設されている。図5において、
図2と同じ部分の説明は省略し、図2と比較し追加され
た、切り替え部45と、絶縁伝達部24と、機器待機信
号入力端子25の動作について以下に説明する。
When the same parts as those in the circuit diagram of the switching power supply according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, the switching power supply shown in FIG. 2, a switching unit 45, an insulation transmission unit 24, and a device standby signal input terminal 25 are added. The switching unit 45 is disposed between the cathode of the diode 44 and the base of the sub switching element 21 (Q2) in the timer unit 36 of the sub control unit 30, and the load current detection unit 23 is connected to the rectifier diode 17 and the smoothing capacitor 18. The insulating transmission unit 22 is disposed between the switching unit 45 and the device standby signal input terminal 25. In FIG.
The description of the same parts as in FIG. 2 is omitted, and the operations of the switching unit 45, the insulation transmission unit 24, and the device standby signal input terminal 25, which are added in comparison with FIG. 2, will be described below.

【0046】切り替え部45は、例えばFETやトラン
ジスタなどで構成されるスイッチである。切り替え部4
5がオンの場合、副制御部30は、前記[第1の実施の
形態]で説明した通り、時刻tでトランス16が励磁
エネルギーを放出完了後、所定の時間(期間t1−t
2間)主スイッチング素子12(Q1)を強制的にオフ
させ、所定の時間だけ主スイッチング素子12(Q1)
のオフ期間を延長するように副スイッチング素子21
(Q2)を制御し、その結果、主スイッチング素子12
(Q1)の発振周波数が低くなるように動作する。
The switching section 45 is a switch composed of, for example, an FET and a transistor. Switching unit 4
When 5 is on, the sub-control unit 30 performs a predetermined period of time (period t 1 -t) after the transformer 16 completes emitting the excitation energy at the time t 1 , as described in the first embodiment.
(Between two ) The main switching element 12 (Q1) is forcibly turned off, and the main switching element 12 (Q1) is for a predetermined time.
Sub-switching element 21 so as to extend the off period of
(Q2), so that the main switching element 12
It operates so that the oscillation frequency of (Q1) becomes low.

【0047】切り替え部45がオフの場合、トランス1
6の補助巻線16dの誘起電圧(●と逆方向)によりダ
イオード44とコンデンサ43で作られた「H」の電圧
が副スイッチング素子21(Q2)のベースに印加され
ないため、副スイッチング素子21(Q2)は常にオフ
し、主スイッチング素子12(Q1)は、副制御部30
により制御されなくなる。
When the switching unit 45 is off, the transformer 1
6, the voltage of "H" generated by the diode 44 and the capacitor 43 is not applied to the base of the sub-switching element 21 (Q2) due to the induced voltage (in the direction opposite to the direction of ●) of the auxiliary winding 16d. Q2) is always off, and the main switching element 12 (Q1) is
Is no longer controlled by

【0048】機器待機信号入力端子25は、スイッチン
グ電源装置3が内蔵された機器が通常動作時、機器より
切り替え部45のオフ信号が入力され、スイッチング電
源装置3が内蔵された機器が待機動作時、機器より切り
替え部45のオン信号が入力される。即ち、スイッチン
グ電源装置3が内蔵された機器が通常動作時は、絶縁伝
達部42を介して切り替え部45にオフ信号が印加さ
れ、スイッチング電源装置3が内蔵された機器が待機動
作時は、絶縁伝達部24を介して切り替え部45にオン
信号が印加される。
The equipment standby signal input terminal 25 receives an off signal of the switching unit 45 from the equipment when the equipment with the built-in switching power supply 3 is in normal operation, and the equipment with the built-in switching power supply 3 is in standby operation. , An ON signal of the switching unit 45 is input from the device. That is, when the device with the built-in switching power supply 3 is in normal operation, an off signal is applied to the switching unit 45 via the insulation transmission unit 42, and when the device with the built-in switching power supply 3 is in standby operation, the device is insulated. An ON signal is applied to the switching unit 45 via the transmission unit 24.

【0049】絶縁伝達部24は、機器待機信号入力端子
25と切り替え部45との間を絶縁するとともに、機器
待機信号入力端子25からのオン・オフ信号を切り替え
部45に伝達する。即ち、スイッチング電源装置3は、
トランス16と絶縁伝達部15と絶縁伝達部24とによ
り、1次巻線16a側(1次側)と2次巻線16b側
(2次側)とに分離されている。
The insulation transmission unit 24 insulates between the device standby signal input terminal 25 and the switching unit 45, and transmits an on / off signal from the device standby signal input terminal 25 to the switching unit 45. That is, the switching power supply 3
The primary winding 16a (primary side) and the secondary winding 16b (secondary side) are separated by the transformer 16, the insulation transmission part 15, and the insulation transmission part 24.

【0050】上記で述べたように、スイッチング電源装
置3は、スイッチング電源装置3が内蔵された機器が待
機動作時のみ、前記[第1の実施の形態]で説明した通
り、時刻t1でトランス16が励磁エネルギーを放出完
了後、所定の時間(期間t1−t2間)主スイッチング素
子12(Q1)を強制的にオフさせ、所定の時間だけ主
スイッチング素子12(Q1)のオフ期間を延長するよ
うに副スイッチング素子21(Q2)を制御し、その結
果、主スイッチング素子12(Q1)の発振周波数が低
くなるように動作する。
As described above, the switching power supply 3 is connected to the transformer at time t 1 only when the device in which the switching power supply 3 is incorporated is in standby operation as described in the first embodiment. 16 after completion emits excitation energy, is forcibly turned off for a predetermined time (period t 1 -t 2 between) main switching element 12 (Q1), for a predetermined time the main switching element 12 off period (Q1) The sub switching element 21 (Q2) is controlled so as to be extended, and as a result, the operation is performed so that the oscillation frequency of the main switching element 12 (Q1) becomes low.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明の請求項1記載のスイッチング電
源装置によれば、直流電圧をオン・オフし高周波交流電
圧に変換する主スイッチング素子と、少なくとも1次巻
線、2次巻線、補助巻線を備えたトランスと、該トラン
スの1次巻線に該主スイッチング素子が接続され、該ト
ランスの2次巻線に整流平滑回路と、該整流平滑回路の
出力が一定となるように該主スイッチング素子をオン・
オフ制御する主制御部とを備えたスイッチング電源装置
であって、前記トランスの補助巻線には副スイッチング
素子と副制御部とが接続され、前記副スイッチング素子
は前記副制御部の制御に基づき主スイッチング素子を強
制的にオフするように動作し、前記副制御部は、トラン
スが励磁エネルギーを放出完了後、所定の時間前記主ス
イッチング素子を強制的にオフさせて、該主スイッチン
グ素子のオフ期間を延長するように前記副スイッチング
素子を制御すること、を特徴とするものである。
According to the switching power supply according to the first aspect of the present invention, a main switching element for turning on / off a DC voltage and converting it to a high-frequency AC voltage, at least a primary winding, a secondary winding, and an auxiliary winding. A main switching element connected to a primary winding of the transformer; a rectifying / smoothing circuit connected to a secondary winding of the transformer; and a rectifying / smoothing circuit so that the output of the rectifying / smoothing circuit is constant. Turn on the main switching element
A switching power supply device comprising: a main control unit that performs off control, wherein a sub-switching element and a sub-control unit are connected to an auxiliary winding of the transformer, and the sub-switching element is based on control of the sub-control unit. The main control device operates so as to forcibly turn off the main switching device, and the sub control unit forcibly turns off the main switching device for a predetermined time after the transformer completes releasing the excitation energy, thereby turning off the main switching device. The sub-switching element is controlled so as to extend the period.

【0052】従って、消費電流が少ない機器用のスイッ
チング電源装置、即ち、スイッチング電源装置の負荷電
流が少ない(軽負荷)場合に、スイッチング電源装置の
発振周波数を低くすることにより、主スイッチング素子
のスイッチング損失、発熱、スイッチングノイズを減ら
し、スイッチング電源装置の変換効率を改善することが
できる。
Therefore, the switching frequency of the main switching element is reduced by lowering the oscillating frequency of the switching power supply when the load current of the switching power supply is small (light load). Loss, heat generation, and switching noise can be reduced, and the conversion efficiency of the switching power supply can be improved.

【0053】また、本発明の請求項2記載のスイッチン
グ電源装置の前記副制御部によれば、前記主スイッチン
グ素子を所定の時間だけ強制的にオフさせるための所定
の時間をカウントするタイマ部と、前記トランスの補助
巻線の誘起電圧を検出し、トランスが励磁エネルギーを
放出完了まで、該タイマ部の動作を停止させ、トランス
が励磁エネルギーを放出完了後、該タイマ部を動作させ
るタイマ制御部と、で構成されることを特徴とするもの
である。
According to the sub-control unit of the switching power supply according to the second aspect of the present invention, there is provided a timer unit for counting a predetermined time for forcibly turning off the main switching element for a predetermined time. A timer control unit that detects an induced voltage of the auxiliary winding of the transformer, stops the operation of the timer unit until the transformer completes releasing excitation energy, and operates the timer unit after the transformer completes releasing excitation energy. And characterized in that:

【0054】従って、消費電流が少ない機器用のスイッ
チング電源装置、即ち、スイッチング電源装置の負荷電
流が少ない軽負荷時の場合に、スイッチング電源装置の
発振周波数を、スイッチング電源装置の仕様に最適な低
い周波数にすることにより、主スイッチング素子のスイ
ッチング損失、発熱、スイッチングノイズを減らし、ス
イッチング電源装置の変換効率を改善することができ
る。
Therefore, in the case of a switching power supply for a device with low current consumption, that is, a light load in which the load current of the switching power supply is small, the oscillation frequency of the switching power supply is set to a low optimum value for the specifications of the switching power supply. By setting the frequency, the switching loss, heat generation, and switching noise of the main switching element can be reduced, and the conversion efficiency of the switching power supply device can be improved.

【0055】また、本発明の請求項3記載のスイッチン
グ電源装置の前記タイマ部によれば、コンデンサと抵抗
からなるCR時定数回路で構成され、該コンデンサの充
電電圧が所定の電圧に等しくなるまでの時間だけ、前記
主スイッチング素子を強制的にオフさせることを特徴と
するものである。
According to the timer unit of the switching power supply device of the third aspect of the present invention, the switching power supply device is constituted by a CR time constant circuit including a capacitor and a resistor, and until the charging voltage of the capacitor becomes equal to a predetermined voltage. The main switching element is forcibly turned off only during the time.

【0056】従って、消費電流が少ない機器用のスイッ
チング電源装置、即ち、スイッチング電源装置の負荷電
流が少ない軽負荷時の場合に、スイッチング電源装置の
発振周波数を、前記CR時定数を変えることにより、タ
イマ部の主スイッチング素子を所定の時間だけ強制的に
オフさせるための所定の時間を任意の最適値に設定出来
るため、スイッチング電源装置の仕様に最適な動作にす
ることにより、主スイッチング素子のスイッチング損
失、発熱、スイッチングノイズを減らし、スイッチング
電源装置の変換効率を改善することができる。
Therefore, in the case of a switching power supply for a device that consumes a small amount of current, that is, a light load in which the load current of the switching power supply is small, the oscillation frequency of the switching power supply is changed by changing the CR time constant. Since the predetermined time for forcibly turning off the main switching element of the timer section for a predetermined time can be set to an arbitrary optimum value, the operation of the main switching element can be switched to an optimum operation according to the specifications of the switching power supply device. Loss, heat generation, and switching noise can be reduced, and the conversion efficiency of the switching power supply can be improved.

【0057】また、本発明の請求項4記載のスイッチン
グ電源装置によれば、負荷電流検出部と、切り替え部と
を備え、該負荷電流検出部はスイッチング電源装置の負
荷電流を検出し、負荷電流が少ない軽負荷時の場合はオ
ン信号を発生し、該負荷電流検出部のオン信号に基づ
き、該切り替え部をオン制御し、該切り替え部のオン信
号に基づき、所定の時間前記主スイッチング素子を強制
的にオフさせて、前記主スイッチング素子のオフ期間を
延長するように前記副スイッチング素子を制御するこ
と、を特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a switching power supply device comprising a load current detecting unit and a switching unit, wherein the load current detecting unit detects a load current of the switching power supply device, In the case of a small light load, an ON signal is generated, and based on the ON signal of the load current detection unit, the switching unit is controlled to be ON, and the main switching element is activated for a predetermined time based on the ON signal of the switching unit. The sub-switching element is controlled so as to be forcibly turned off to extend the off-period of the main switching element.

【0058】従って、消費電流の変動が大きい機器用の
スイッチング電源装置、即ち、スイッチング電源装置の
負荷電流の変動が大きい場合において、スイッチング電
源装置の負荷電流が少ない軽負荷時の場合のみ、スイッ
チング電源装置の主スイッチング素子の発振周波数を低
くすることにより、主スイッチング素子のスイッチング
損失、発熱、スイッチングノイズを減らし、スイッチン
グ電源装置の変換効率を改善することができる。
Therefore, the switching power supply for a device in which the fluctuation of the current consumption is large, that is, when the fluctuation of the load current of the switching power supply is large, and only when the load current of the switching power supply is small and the load is light, the switching power supply By lowering the oscillation frequency of the main switching element of the device, the switching loss, heat generation, and switching noise of the main switching element can be reduced, and the conversion efficiency of the switching power supply device can be improved.

【0059】さらに、本発明の請求項5記載のスイッチ
ング電源装置によれば、前記スイッチング電源装置が内
蔵された機器が待機動作時のみ、前記副スイッチング素
子は前記副制御部の制御に基づき主スイッチング素子を
強制的にオフするように動作し、前記副制御部は、トラ
ンスが励磁エネルギーを放出完了後、所定の時間前記主
スイッチング素子を強制的にオフさせて、該主スイッチ
ング素子のオフ期間を延長するように前記副スイッチン
グ素子を制御すること、を特徴とするものである。
Further, according to the switching power supply device of the fifth aspect of the present invention, the sub-switching element performs main switching based on the control of the sub-controller only when the device incorporating the switching power supply device is in a standby operation. The sub control unit operates to forcibly turn off the element, and the sub-control unit forcibly turns off the main switching element for a predetermined time after the transformer completes releasing the excitation energy, thereby reducing the off period of the main switching element. Controlling the sub-switching element so as to be extended.

【0060】従って、消費電流の変動が機器の動作時と
待機時でその差が大きい機器用のスイッチング電源装
置、即ち、スイッチング電源装置の負荷電流の変動が機
器の動作時と待機時でその差が大きい場合に特に有効で
あり、スイッチング電源装置の負荷電流が少ない軽負荷
時の待機時にのみ、主スイッチング素子の発振周波数を
低くすることにより、主スイッチング素子のスイッチン
グ損失、発熱、スイッチングノイズを減らし、待機時の
スイッチング電源装置の変換効率を改善することができ
る。
Therefore, the fluctuation of the current consumption is large between the operation of the equipment and the standby time, and the switching power supply for the equipment, that is, the fluctuation of the load current of the switching power supply is the difference between the operation of the equipment and the standby time. It is especially effective when the load is large, and reduces the switching loss, heat generation, and switching noise of the main switching element by lowering the oscillation frequency of the main switching element only during standby at light load when the load current of the switching power supply is small. In addition, the conversion efficiency of the switching power supply during standby can be improved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係わるスイッチン
グ電源装置の概略的構成を示すブロック回路図である。
FIG. 1 is a block circuit diagram illustrating a schematic configuration of a switching power supply according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係わるスイッチン
グ電源装置の実施例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the switching power supply according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態に係わるスイッチン
グ電源装置の動作波形を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing operation waveforms of the switching power supply according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係わるスイッチン
グ電源装置の実施例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a switching power supply according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態に係わるスイッチン
グ電源装置の実施例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a switching power supply according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来例のスイッチング電源装置の概略的構成を
示すブロック回路図である。
FIG. 6 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional switching power supply device.

【図7】従来例のスイッチング電源装置の動作波形を示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing operation waveforms of a conventional switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチング電源装置 11 直流電源 12 主スイッチング素子(Q1) 13 ドライブ回路 14 主制御部 15 絶縁伝達部 16 トランス 16a トランスの1次巻線 16b トランスの2次巻線 16c トランスの補助巻線(主制御部用) 16d トランスの補助巻線(副制御部用) 17 整流ダイオード 18 平滑コンデンサ 19 検出部 20 出力端子 21 副スイッチング素子(Q2) 22 絶縁伝達部 23 負荷電流検出部 24 絶縁伝達部 30 副制御部 31 タイマ制御部 32 トランジスタ(Q4) 36 タイマ部 37 トランジスタ(Q3) 39 コンデンサ(CR時定数回路) 41 抵抗(CR時定数回路) 45 切り替え部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching power supply device 11 DC power supply 12 Main switching element (Q1) 13 Drive circuit 14 Main control part 15 Insulation transmission part 16 Transformer 16a Transformer primary winding 16b Transformer secondary winding 16c Transformer auxiliary winding (main control 16d Auxiliary winding of transformer (for sub-control unit) 17 Rectifier diode 18 Smoothing capacitor 19 Detector 20 Output terminal 21 Sub-switching element (Q2) 22 Insulation transmission unit 23 Load current detection unit 24 Insulation transmission unit 30 Sub-control Unit 31 Timer control unit 32 Transistor (Q4) 36 Timer unit 37 Transistor (Q3) 39 Capacitor (CR time constant circuit) 41 Resistance (CR time constant circuit) 45 Switching unit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電圧をオン・オフし高周波交流電圧
に変換する主スイッチング素子と、 少なくとも1次巻線、2次巻線、補助巻線を備えたトラ
ンスと、 該トランスの1次巻線に該主スイッチング素子が接続さ
れ、 該トランスの2次巻線に整流平滑回路と、 該整流平滑回路の出力が一定となるように該主スイッチ
ング素子をオン・オフ制御する主制御部とを備えたスイ
ッチング電源装置において、 前記トランスの補助巻線には副スイッチング素子と副制
御部とが接続され、 前記副スイッチング素子は前記副制御部の制御に基づき
主スイッチング素子を強制的にオフするように動作し、 前記副制御部は、トランスが励磁エネルギーを放出完了
後、所定の時間前記主スイッチング素子を強制的にオフ
させて、該主スイッチング素子のオフ期間を延長するよ
うに前記副スイッチング素子を制御すること、を特徴と
するスイッチング電源装置。
1. A main switching element for turning on / off a DC voltage to convert it into a high-frequency AC voltage, a transformer having at least a primary winding, a secondary winding, and an auxiliary winding; and a primary winding of the transformer. The transformer comprises a rectifying / smoothing circuit on the secondary winding of the transformer, and a main control unit for controlling on / off of the main switching element so that the output of the rectifying / smoothing circuit becomes constant. In the switching power supply device, a sub-switching element and a sub-control unit are connected to the auxiliary winding of the transformer, and the sub-switching element forcibly turns off a main switching element based on control of the sub-control unit. The sub-controller forcibly turns off the main switching element for a predetermined time after the transformer completes releasing the excitation energy, and turns off the main switching element. Switching power supply device according to claim wherein the controlling the sub-switching element, so as to extend.
【請求項2】 請求項1記載のスイッチング電源装置に
おいて、 前記副制御部は、 前記主スイッチング素子を所定の時間だけ強制的にオフ
させるための所定の時間をカウントするタイマ部と、 前記トランスの補助巻線の誘起電圧を検出し、トランス
が励磁エネルギーを放出完了まで、該タイマ部の動作を
停止させ、トランスが励磁エネルギーを放出完了後、該
タイマ部を動作させるタイマ制御部と、で構成されるこ
とを特徴とするスイッチング電源装置。
2. The switching power supply according to claim 1, wherein the sub control unit includes a timer unit that counts a predetermined time for forcibly turning off the main switching element for a predetermined time; A timer control unit that detects the induced voltage of the auxiliary winding, stops the operation of the timer unit until the transformer completes releasing the excitation energy, and operates the timer unit after the transformer completes releasing the excitation energy. A switching power supply device characterized in that:
【請求項3】 請求項2記載のスイッチング電源装置に
おいて、 前記タイマ部は、コンデンサと抵抗からなるCR時定数
回路で構成され、該コンデンサの充電電圧が所定の電圧
に等しくなるまでの時間だけ、前記主スイッチング素子
を強制的にオフさせることを特徴とするスイッチング電
源装置。
3. The switching power supply device according to claim 2, wherein the timer unit is configured by a CR time constant circuit including a capacitor and a resistor, and the timer unit is configured to perform a time period until the charging voltage of the capacitor becomes equal to a predetermined voltage. A switching power supply, wherein the main switching element is forcibly turned off.
【請求項4】 請求項1から請求項3までのいずれかに
記載のスイッチング電源装置において、 負荷電流検出部と、切り替え部とを備え、 該負荷電流検出部はスイッチング電源装置の負荷電流を
検出し、負荷電流が少ない軽負荷時の場合はオン信号を
発生し、 該負荷電流検出部のオン信号に基づき、該切り替え部を
オン制御し、 該切り替え部のオン信号に基づき、所定の時間前記主ス
イッチング素子を強制的にオフさせて、前記主スイッチ
ング素子のオフ期間を延長するように前記副スイッチン
グ素子を制御すること、を特徴とするスイッチング電源
装置。
4. The switching power supply device according to claim 1, further comprising a load current detection unit and a switching unit, wherein the load current detection unit detects a load current of the switching power supply device. In the case of a light load with a small load current, an ON signal is generated, and the switching unit is controlled to be ON based on the ON signal of the load current detection unit. Based on the ON signal of the switching unit, the ON signal is generated for a predetermined time. A switching power supply device, comprising: forcibly turning off a main switching element and controlling the sub-switching element so as to extend an off period of the main switching element.
【請求項5】 請求項1から請求項3までのいずれかに
記載のスイッチング電源装置において、 前記スイッチング電源装置が内蔵された機器が待機動作
時のみ、前記副スイッチング素子は前記副制御部の制御
に基づき主スイッチング素子を強制的にオフするように
動作し、 前記副制御部は、トランスが励磁エネルギーを放出完了
後、所定の時間前記主スイッチング素子を強制的にオフ
させて、該主スイッチング素子のオフ期間を延長するよ
うに前記副スイッチング素子を制御すること、を特徴と
するスイッチング電源装置。
5. The switching power supply according to claim 1, wherein the sub-switching element is controlled by the sub-controller only when a device incorporating the switching power supply is in standby operation. The sub-control unit forcibly turns off the main switching element for a predetermined time after the transformer completes releasing the excitation energy, and the main switching element is turned off. And controlling the sub-switching element so as to extend the off period of the switching power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010068671A (en) * 2008-09-12 2010-03-25 Ricoh Co Ltd Dc-dc converter

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