JP2000125558A - Voltage resonance type switching power source circuit - Google Patents
Voltage resonance type switching power source circuitInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に電
源として備えられる電圧共振形スイッチング電源回路に
関わり、特にいわゆるワイドレンジ対応の電圧共振形ス
イッチング電源回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage resonance type switching power supply circuit provided as a power supply for various electronic devices, and more particularly to a so-called wide range voltage resonance type switching power supply circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、各種電子機器に備えられる電源回
路としては、スイッチング電源回路が主流である。ま
た、スイッチング電源回路のタイプとしては、スイッチ
ング出力が矩形波となる、いわゆるハードスイッチング
電源回路と、スイッチング出力電圧パルス及び絶縁コン
バータトランスの一次巻線に流入するスイッチング出力
電流が正弦波状となる、いわゆるソフトスイッチング電
源回路とに分けることが出来る。ソフトスイッチング電
源回路は、ハードスイッチング電源回路と比較して、低
ノイズで、電力変換効率も高い。また、少ない部品点数
で構成することができるため、低コスト化及び回路基板
の小型軽量化等の点でも有利となる。2. Description of the Related Art In recent years, switching power supply circuits have become mainstream as power supply circuits provided in various electronic devices. Further, as a switching power supply circuit type, a so-called hard switching power supply circuit in which the switching output has a rectangular wave, and a so-called switching output current flowing into the primary winding of the insulating converter transformer having a sine wave shape, and a so-called hard switching power supply circuit. It can be divided into soft switching power supply circuits. The soft switching power supply circuit has lower noise and higher power conversion efficiency than the hard switching power supply circuit. In addition, since it can be configured with a small number of parts, it is advantageous in terms of cost reduction and reduction in size and weight of the circuit board.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本出願人は、ソフトス
イッチング電源回路として、電流共振形スイッチング電
源回路及び電圧共振形スイッチング電源回路を各種提案
しているが、このようなソフトスイッチング電源回路と
しては、更なる回路規模の小型軽量化や、低ノイズ化、
及び高負荷電力への対応など、諸特性の向上が図られる
べきものである。The present applicant has proposed various types of current-resonant switching power supply circuits and voltage-resonant switching power supply circuits as soft switching power supply circuits. , Further downsizing and lightening of circuit scale, low noise,
In addition, various characteristics should be improved, such as handling high load power.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た課題を考慮して、全波整流によって、入力された商用
交流電源レベルに対応するレベルの整流平滑電圧を生成
する整流平滑手段と、疎結合とされる所要の結合係数が
得られるようにギャップが形成され、一次側出力を二次
側に伝送するために設けられる絶縁コンバータトランス
と、整流平滑手段より出力される整流平滑電圧を断続し
て絶縁コンバータトランスの一次巻線に出力するように
されたスイッチング手段と、少なくとも、絶縁コンバー
タトランスの一次巻線を含むインダクタンス成分と共振
コンデンサのキャパシタンスによって形成されてスイッ
チング手段の動作を電圧共振形とする一次側共振回路
と、絶縁コンバータトランスの二次巻線のインダクタン
ス成分と、二次側並列共振コンデンサのキャパシタンス
とによって二次側において形成される二次側共振回路
と、絶縁コンバータトランスの二次巻線に得られる交番
電圧を入力し、全波整流によって二次側直流出力電圧を
得る直流出力電圧生成手段と、一次側共振回路のインダ
クタンス成分として機能するようにして設けられる被制
御巻線と、この被制御巻線とその巻回方向が直交するよ
うにされた制御巻線とが巻装される直交型制御トランス
を備え、直流出力電圧のレベルに応じて可変の制御電流
を制御巻線に流して被制御巻線のインダクタンスを変化
させることで二次側直流出力電圧に対する定電圧制御を
行うよう構成された定電圧制御手段と、少なくとも、絶
縁コンバータトランスに巻装されてスイッチング手段の
スイッチング出力に応じた交番電圧が励起されるブース
ト用巻線と、このブースト用巻線に得られる交番電圧を
整流するブースト用整流ダイオードと、このブースト用
整流ダイオードによる整流出力を平滑化するブースト用
平滑コンデンサを備えることでブースト電圧を生成し、
このブースト電圧を整流平滑電圧に重畳してブースト整
流平滑電圧を得るようにされていると共に被制御巻線を
含むことにより、この被制御巻線のインダクタンスの変
化によってブースト整流平滑電圧を一定となるように制
御可能な構成をとるブースト手段と、ブースト用整流ダ
イオードに対して並列に接続され、ブースト回路を形成
するインダクタンス成分とによってブースト回路内並列
共振回路を形成する並列共振コンデンサとを備えて電圧
共振形スイッチング電源回路を構成することとした。In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a rectifying / smoothing means for generating a rectified / smoothed voltage having a level corresponding to an input commercial AC power supply level by full-wave rectification, A gap is formed so as to obtain a required coupling coefficient that is loosely coupled, and an insulating converter transformer provided for transmitting the primary output to the secondary side and a rectified smoothing voltage output from the rectifying and smoothing means are intermittently provided. Switching means for outputting to the primary winding of the insulated converter transformer and at least an inductance component including the primary winding of the insulated converter transformer and the capacitance of the resonance capacitor, so that the operation of the switching means is a voltage resonance type. And the inductance component of the secondary winding of the isolated converter transformer A secondary side resonance circuit formed on the secondary side by the capacitance of a resonance capacitor, and an alternating voltage obtained in a secondary winding of an insulating converter transformer, and a DC that obtains a secondary side DC output voltage by full-wave rectification. An output voltage generating means, a controlled winding provided so as to function as an inductance component of the primary resonance circuit, and a control winding whose winding direction is orthogonal to the controlled winding. Constant-voltage control for the secondary-side DC output voltage by providing a variable control current to the control winding according to the level of the DC output voltage and changing the inductance of the controlled winding And at least an alternating voltage that is wound around the insulating converter transformer and that is in accordance with the switching output of the switching means. Boost voltage is provided by providing a boost winding, a boost rectifier diode for rectifying an alternating voltage obtained in the boost winding, and a boost smoothing capacitor for smoothing a rectified output by the boost rectifier diode. Generate
This boost voltage is superimposed on the rectified smoothed voltage to obtain a boost rectified smoothed voltage and includes a controlled winding, so that the boost rectified smoothed voltage becomes constant by a change in inductance of the controlled winding. And a parallel resonance capacitor connected in parallel with the boost rectifier diode and forming a parallel resonance circuit in the boost circuit by an inductance component forming the boost circuit. A resonant switching power supply circuit is configured.
【0005】上記構成によれば、絶縁コンバータトラン
スを疎結合とし、二次側においては全波整流回路によっ
て二次側直流出力電圧を生成して負荷に電力を供給する
ようにされる。つまり、所要の負荷条件に対しては、二
次側に全波整流回路を備えることで対応するようにさ
れ、これに伴い、一次側は倍電圧整流回路ではなく、交
流入力電圧レベルの1倍に対応する整流平滑電圧を生成
する全波整流回路を備えて構成されることになる。一次
側において整流平滑電圧に対してブースト電圧を重畳す
ることでブースト平滑電圧を得るブースト回路が備えら
れ、これにより、スイッチングコンバータへの見かけ上
の直流入力電圧レベルを上昇させる。また、このブース
ト回路は直交型制御トランスを備えた定電圧制御に伴っ
て上記ブースト平滑電圧の一定化を図るように構成され
る。更に本発明では、上記ブースト回路を形成するブー
スト用整流ダイオードに対して並列共振コンデンサを並
列に接続して、ブースト回路内並列共振回路を形成する
ようにされるが、このブースト回路内並列共振回路によ
って、ブースト用整流ダイオードのオフ期間の拡大と、
ブースト回路に発生する寄生振動成分を吸収するように
される。[0005] According to the above configuration, the insulation converter transformer is loosely coupled, and on the secondary side, a secondary-side DC output voltage is generated by the full-wave rectifier circuit to supply power to the load. In other words, a required load condition is handled by providing a full-wave rectifier circuit on the secondary side, and accordingly, the primary side is not a voltage doubler rectifier circuit, but one time of the AC input voltage level. Is provided with a full-wave rectifier circuit that generates a rectified smoothed voltage corresponding to. A boost circuit is provided on the primary side to obtain a boosted smoothed voltage by superimposing the boosted voltage on the rectified smoothed voltage, thereby increasing the apparent DC input voltage level to the switching converter. The boost circuit is configured to stabilize the boost smoothed voltage in accordance with constant voltage control having an orthogonal control transformer. Further, in the present invention, a parallel resonance capacitor is connected in parallel to the boost rectifier diode forming the boost circuit to form a parallel resonance circuit in the boost circuit. This increases the off period of the boost rectifier diode,
A parasitic oscillation component generated in the boost circuit is absorbed.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としての電源
回路を説明するのに先立って、これまで本出願人が提案
した発明に基づいて構成されて、本発明の基となる電源
回路の一構成例について、図5を参照して説明する。こ
の図に示すスイッチング電源回路は、電圧共振形コンバ
ータを備えて構成される。また、この電源回路は、例え
ば日本或いは米国などの商用交流電源がいわゆるAC1
00V系とされ、最大負荷電力が150W〜160W以
上の条件に対応するものとされる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to describing a power supply circuit as an embodiment of the present invention, a power supply circuit based on the invention proposed by the present applicant and serving as a base of the present invention will be described. One configuration example will be described with reference to FIG. The switching power supply circuit shown in FIG. 1 includes a voltage resonance type converter. Also, this power supply circuit is, for example, a so-called AC1
It is assumed to be a 00V system and to meet the condition that the maximum load power is 150 W to 160 W or more.
【0007】図5に示す電源回路においては、商用交流
電源AC(交流入力電圧VAC)を入力して整流平滑電圧
Eiを得るための整流回路として、ブリッジ整流回路D
i及び1本の平滑コンデンサCiからなる全波整流回路
が設けられる。また、この場合には、例えば電源投入時
に商用交流電源ACから平滑コンデンサCiに流入する
突入電流を制限するための突入電流制限抵抗Riが商用
交流電源ACに対して直列に挿入されている。In the power supply circuit shown in FIG. 5, a bridge rectifier circuit D is provided as a rectifier circuit for receiving a commercial AC power supply AC (AC input voltage VAC) and obtaining a rectified smoothed voltage Ei.
i and a full-wave rectifier circuit including one smoothing capacitor Ci. In this case, for example, an inrush current limiting resistor Ri for limiting an inrush current flowing from the commercial AC power supply AC to the smoothing capacitor Ci when the power is turned on is inserted in series with the commercial AC power supply AC.
【0008】この図に示す電圧共振形コンバータは、1
石のスイッチング素子Q1 を備えた自励式の構成を採っ
ている。この場合、スイッチング素子Q1には、高耐圧
のバイポーラトランジスタ(BJT;接合型トランジス
タ)が採用されている。スイッチング素子Q1 のベース
は、起動抵抗RS を介して平滑コンデンサCi1(整流
平滑電圧Ei)の正極側に接続されて、起動時のベース
電流が整流平滑ラインから得られるようにしている。ま
た、スイッチング素子Q1 のベースと一時側アース間に
はインダクタLB,駆動巻線NB,共振コンデンサCB ,
ダンピング抵抗RB とからなる自励発振用の共振回路が
直列接続される。この場合、駆動巻線NB は、絶縁コン
バータトランスPIT(Power Isolation Transformer)
に巻装されており、インダクタLBと共に、スイッチン
グ周波数を設定する所要のインダクタンスが得られるよ
うにされている。また、スイッチング素子Q1 のベース
と平滑コンデンサCiの負極1次側(アース)間に挿入
されるクランプダイオードDD により、スイッチング素
子Q1 のオフ時に流れるダンパー電流の経路を形成する
ようにされており、また、スイッチング素子Q1 のコレ
クタは絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N1 の
一端と接続され、エミッタは接地される。The voltage resonance type converter shown in FIG.
It employs a self-excited configuration with a stone switching element Q1. In this case, a high withstand voltage bipolar transistor (BJT; junction transistor) is employed as the switching element Q1. The base of the switching element Q1 is connected to the positive side of the smoothing capacitor Ci1 (rectified smoothed voltage Ei) via the starting resistor RS so that the base current at the time of starting can be obtained from the rectified smoothing line. Further, an inductor LB, a driving winding NB, a resonance capacitor CB, between the base of the switching element Q1 and the temporary ground.
A resonance circuit for self-excited oscillation composed of a damping resistor RB is connected in series. In this case, the drive winding NB is provided with an insulation converter transformer PIT (Power Isolation Transformer).
So that a required inductance for setting the switching frequency can be obtained together with the inductor LB. A clamp diode DD inserted between the base of the switching element Q1 and the negative primary side (earth) of the smoothing capacitor Ci forms a path for a damper current flowing when the switching element Q1 is off. , The collector of switching element Q1 is connected to one end of primary winding N1 of insulating converter transformer PIT, and the emitter is grounded.
【0009】また、上記スイッチング素子Q1 のコレク
タ−エミッタ間に対しては、並列共振コンデンサCrが
並列に接続されている。この並列共振コンデンサCr
は、自身のキャパシタンスと、後述する絶縁コンバータ
トランスPITの一次巻線N1、及び直交型制御トラン
スPRT(Power Regulating Transformer) の被制御巻
線NR の直列接続により得られる合成インダクタンス
(L1+LR)とにより電圧共振形コンバータの並列共振
回路を形成する。そして、スイッチング素子Q1 のオフ
時には、この並列共振回路の作用によって共振コンデン
サCrの両端電圧VCPは、実際には正弦波状のパルス波
形となって電圧共振形の動作が得られるようになってい
る。A parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the collector and the emitter of the switching element Q1. This parallel resonance capacitor Cr
Is a voltage based on its own capacitance and a combined inductance (L1 + LR) obtained by connecting a primary winding N1 of an isolated converter transformer PIT described later and a controlled winding NR of a quadrature control transformer PRT (Power Regulating Transformer) in series. A parallel resonant circuit of the resonant converter is formed. When the switching element Q1 is turned off, the operation of the parallel resonance circuit causes the voltage VCP across the resonance capacitor Cr to be actually a sinusoidal pulse waveform to obtain a voltage resonance type operation.
【0010】また、絶縁コンバータトランスPITにお
いては、一次巻線N1 と二次巻線N2及び駆動巻線NBに
加え、一次巻線N1を巻き上げるようにして巻線N3が備
えられる。この巻線N3の端部は、後述するブースト電
圧生成用の平滑コンデンサCiBの正極と接続される。
平滑コンデンサCiBの負極は平滑コンデンサCiの正
極(Eiライン)と接続される。また、この図に示す電
源回路においてはブースト用ダイオードDBが設けられ
る。このブースト用ダイオードDBは、アノードが平滑
コンデンサCiBの負極と平滑コンデンサCiの正極と
の接続点(Eiライン)と接続され、カソードは直交型
制御トランスPRTの被制御巻線NRの直列接続を介し
て、一次巻線N1と巻線N3との接続点に対して接続され
る。このような接続形態によると、巻線N3に得られた
スイッチング出力電圧をブースト用ダイオードDBによ
り整流して平滑コンデンサCiBにより平滑化すること
で、平滑コンデンサCiBの両端にブースト電圧VBを生
成するブースト回路が形成されることになる。但し、上
述のようにこのブースト回路には被制御巻線NRが直列
に挿入されている。[0010] The insulating converter transformer PIT is provided with a winding N3 so as to wind up the primary winding N1 in addition to the primary winding N1, the secondary winding N2 and the driving winding NB. The end of the winding N3 is connected to a positive electrode of a smoothing capacitor CiB for generating a boost voltage described later.
The negative electrode of the smoothing capacitor CiB is connected to the positive electrode (Ei line) of the smoothing capacitor Ci. Further, in the power supply circuit shown in this figure, a boost diode DB is provided. The boost diode DB has an anode connected to a connection point (Ei line) between the negative electrode of the smoothing capacitor CiB and the positive electrode of the smoothing capacitor Ci, and has a cathode connected in series with the controlled winding NR of the orthogonal control transformer PRT. Therefore, it is connected to a connection point between the primary winding N1 and the winding N3. According to such a connection configuration, the switching output voltage obtained in the winding N3 is rectified by the boost diode DB and smoothed by the smoothing capacitor CiB, thereby generating a boost voltage VB across the smoothing capacitor CiB. A circuit will be formed. However, as described above, the controlled winding NR is inserted in series in this boost circuit.
【0011】このブースト回路が設けられることで、ス
イッチング素子Q1を備えて成る電圧共振形スイッチン
グコンバータは、整流平滑電圧Eiに対して上記ブース
ト電圧VBを重畳して得られるブースト平滑電圧EBを動
作電源としてスイッチングを行うようにされる。つま
り、ブースト回路が動作することで、電圧共振形スイッ
チングコンバータに供給すべき見かけ上の直流入力電圧
レベルが上昇するものである。By providing the boost circuit, the voltage resonance type switching converter including the switching element Q1 is capable of operating the boost smoothed voltage EB obtained by superimposing the boost voltage VB on the rectified smoothed voltage Ei. The switching is performed as follows. That is, by operating the boost circuit, the apparent DC input voltage level to be supplied to the voltage resonance type switching converter is increased.
【0012】上記のようにブースト回路を備えた構成で
は、直列接続された平滑コンデンサCiB−平滑コンデ
ンサCiの両端には、整流平滑電圧Eiに対してブース
ト電圧VBが重畳されたブースト平滑電圧EBが得られる
ことになるが、このブースト平滑電圧EBは、In the configuration having the boost circuit as described above, the boost smoothing voltage EB obtained by superimposing the boost voltage VB on the rectified smoothing voltage Ei is applied across the smoothing capacitor CiB and the smoothing capacitor Ci connected in series. As a result, the boost smoothing voltage EB is
【数1】 により表すことができる。そして、巻線N3及び一次巻
線N1のインダクタンスとしてL3=L1の関係が得られ
るようにし、整流平滑電圧Ei、ブースト用ダイオード
DBの降下電圧VF、及びスイッチング素子Q1の飽和電
圧V(SAT)についてEi≫VF,V(SAT)の関係が成立し
ているとすると、ブースト平滑電圧EBは上記(数1)
に基づいて、(Equation 1) Can be represented by Then, the relationship of L3 = L1 is obtained as the inductance of the winding N3 and the primary winding N1, and the rectified smoothing voltage Ei, the drop voltage VF of the boost diode DB, and the saturation voltage V (SAT) of the switching element Q1 are obtained. Assuming that the relationship of Ei≫VF, V (SAT) holds, the boost smoothed voltage EB is calculated by the above (Equation 1)
On the basis of the,
【数2】 により示されることになる。この場合、図5に示す電源
回路では、例えば、直交型トランスPRTの被制御巻線
NRのインダクタンスLRを、0.1×L1〜1.2×L1
の範囲で変化させることで、ブースト平滑電圧EBにつ
いて、ほぼEi〜2Ei(Eiは、平滑コンデンサCi
の両端に得られる整流平滑電圧レベルに相当する)の範
囲で可変することが可能とされる。このようにして、ブ
ースト回路によってブースト平滑電圧EBを得るように
されていることで見かけ上の直流入力電圧の上昇が図ら
れ、例えば最大負荷電力としては、倍電圧整流回路によ
り直流入力電圧を得るようにした構成とほぼ同等となる
程度にまで増加させることが可能となる。(Equation 2) Will be indicated by In this case, in the power supply circuit shown in FIG. 5, for example, the inductance LR of the controlled winding NR of the orthogonal transformer PRT is set to 0.1 × L1 to 1.2 × L1.
, The boost smoothing voltage EB is substantially changed from Ei to 2Ei (Ei is the smoothing capacitor Ci).
(Corresponding to the level of the rectified and smoothed voltage obtained at both ends). In this way, the boost DC voltage is apparently increased by obtaining the boost smoothed voltage EB by the boost circuit. For example, as the maximum load power, the DC input voltage is obtained by the voltage doubler rectifier circuit. It is possible to increase it to a level that is almost equivalent to the configuration described above.
【0013】また、図5に示す電源回路の二次側におい
ては、二次巻線N2に対してセンタータップを設けた上
で、整流ダイオードDO1,DO2,DO3,DO4及び平滑コ
ンデンサCO1,CO2を図のように接続することで、[整
流ダイオードDO1,DO2,平滑コンデンサCO1]の組
と、[整流ダイオードDO3,DO4,平滑コンデンサCO
2]の組とによる、2組の全波整流回路が設けられる。
[整流ダイオードDO1,DO2,平滑コンデンサCO1]か
ら成る全波整流回路は直流出力電圧EO1を生成し、[整
流ダイオードDO3,DO4,平滑コンデンサCO2]から成
る全波整流回路は直流出力電圧EO2を生成する。つま
り、二次側において直流出力電圧を得るのにあたり全波
整流回路が設けられる。なお、この場合には、直流出力
電圧EO1及び直流出力電圧EO2は制御回路1に対しても
分岐して入力される。制御回路1においては、直流出力
電圧EO1を検出電圧として利用し、直流出力電圧EO2を
制御回路1の動作電源として利用する。On the secondary side of the power supply circuit shown in FIG. 5, a center tap is provided for the secondary winding N2, and rectifier diodes DO1, DO2, DO3, DO4 and smoothing capacitors CO1, CO2 are connected. By connecting as shown in the figure, a set of [rectifier diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] and [rectifier diodes DO3, DO4, smoothing capacitor CO1]
2], two sets of full-wave rectifier circuits are provided.
A full-wave rectifier circuit composed of [rectifier diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] generates a DC output voltage EO1, and a full-wave rectifier circuit composed of [rectifier diodes DO3, DO4, smoothing capacitor CO2] generates a DC output voltage EO2. I do. That is, a full-wave rectifier circuit is provided to obtain a DC output voltage on the secondary side. In this case, the DC output voltage EO1 and the DC output voltage EO2 are also branched and input to the control circuit 1. In the control circuit 1, the DC output voltage EO1 is used as a detection voltage, and the DC output voltage EO2 is used as an operation power supply of the control circuit 1.
【0014】絶縁コンバータトランスPITは、図6に
示すように、例えばフェライト材によるE型コアCR
1、CR2を互いの磁脚が対向するように組み合わせた
EE型コアが備えられ、このEE型コアの中央磁脚に対
して、ボビンBを利用して一次巻線N1(及びN3,N
B) と、二次巻線N2をそれぞれ分割した状態で巻装し
ている。そしてこの場合、中央磁脚に対しては図のよう
にギャップGを形成するようにしている。これによっ
て、所要の結合係数による疎結合が得られるようにして
いる。As shown in FIG. 6, the insulating converter transformer PIT has an E-type core CR made of, for example, a ferrite material.
1. An EE-type core in which CR2 and CR2 are combined such that their magnetic legs face each other is provided. A primary winding N1 (and N3, N3) is attached to a central magnetic leg of this EE-type core using a bobbin B.
B) and the secondary winding N2 is wound separately. In this case, a gap G is formed for the center magnetic leg as shown in the figure. As a result, loose coupling with a required coupling coefficient can be obtained.
【0015】絶縁コンバータトランスPITにおいて
は、一次巻線N1 、二次巻線N2 の極性(巻方向)と整
流ダイオードDO (DO1,DO2)の接続との関係によっ
て、一次巻線N1 のインダクタンスL1と二次巻線N2
のインダクタンスL2 との相互インダクタンスMについ
て、+Mとなる場合と−Mとなる場合とがある。例え
ば、図7(a)に示す接続形態を採る場合に相互インダ
クタンスは+Mとなり、図7(b)に示す接続形態を採
る場合に相互インダクタンスは−Mとなる。これを、上
述した二次側の構成に対応させてみると、例えば二次巻
線N2に得られる交番電圧が正極性のときに整流ダイオ
ードDO1,DO3に整流電流が流れる動作は+Mの動作モ
ード(フォワード方式)とみることができ、逆に、二次
巻線N2に得られる交番電圧が負極性のときに整流ダイ
オードDO2,DO4に流れる整流電流は−Mの動作モード
(フライバック方式)であるとみることができる。即
ち、二次巻線に得られる交番電圧が正/負となるごと
に、相互インダクタンスが+M/−Mのモードで動作す
ることになる。In the insulation converter transformer PIT, the inductance L1 of the primary winding N1 and the inductance L1 of the primary winding N1 are determined by the relationship between the polarity (winding direction) of the primary winding N1 and the secondary winding N2 and the connection of the rectifier diode DO (DO1, DO2). Secondary winding N2
In some cases, the mutual inductance M with the inductance L2 is + M or -M. For example, when the connection configuration shown in FIG. 7A is employed, the mutual inductance is + M, and when the connection configuration shown in FIG. 7B is employed, the mutual inductance is -M. If this is made to correspond to the configuration on the secondary side described above, for example, when the alternating voltage obtained in the secondary winding N2 has a positive polarity, the operation in which the rectified current flows through the rectifier diodes DO1 and DO3 is the + M operation mode. On the contrary, when the alternating voltage obtained in the secondary winding N2 has a negative polarity, the rectification current flowing through the rectification diodes DO2 and DO4 is in the -M operation mode (flyback method). It can be seen that there is. That is, each time the alternating voltage obtained in the secondary winding becomes positive / negative, the mutual inductance operates in the mode of + M / -M.
【0016】更にこの図に示す電源回路の場合、二次巻
線N2に対しては、二次側並列共振コンデンサC2が設け
られて、この二次側並列共振コンデンサC2のキャパシ
タンスと二次巻線N2のインダクタンスとにより並列共
振回路が形成される。Further, in the case of the power supply circuit shown in FIG. 1, a secondary side parallel resonance capacitor C2 is provided for the secondary winding N2, and the capacitance of the secondary side parallel resonance capacitor C2 and the secondary winding A parallel resonance circuit is formed by the inductance of N2.
【0017】ここで、例えばこの図に示す電源回路のよ
うに、二次側並列共振コンデンサC2を設けて二次側並
列共振回路を形成した構成とすると、この二次側並列共
振回路の作用によって負荷側に電力が供給されるため、
二次側並列共振コンデンサC2を設けない場合よりも、
更に最大負荷電力が増加する。これに加えて、この図に
示す回路のようにして、二次側並列共振回路に対して全
波整流回路を接続した場合、前述のように、相互インダ
クタンスが+M/−Mの両方の動作モードで交互に整流
電流が流れるようにされる。つまり、交番電圧が正極と
負極との両期間において整流出力が得られるようにされ
るので、それだけ負荷側に供給される電力も増加して、
最大負荷電力の増加率も向上する。Here, assuming a configuration in which a secondary parallel resonance capacitor C2 is provided to form a secondary parallel resonance circuit, for example, as in the power supply circuit shown in this figure, the operation of this secondary parallel resonance circuit Since power is supplied to the load side,
Compared to the case where the secondary side parallel resonance capacitor C2 is not provided,
Further, the maximum load power increases. In addition to this, when a full-wave rectifier circuit is connected to the secondary-side parallel resonance circuit as in the circuit shown in this figure, as described above, both operation modes having a mutual inductance of + M / -M And the rectified current flows alternately. In other words, since the alternating voltage allows the rectified output to be obtained during both the positive and negative periods, the power supplied to the load increases accordingly.
The rate of increase of the maximum load power is also improved.
【0018】この場合の制御回路1としては、直流出力
電圧EO1が一定となるように直交型トランスPRTの制
御巻線NCに対して、直流出力電圧EO1の変動に応じた
レベルの制御電流を流して、被制御巻線NRのインダク
タンスLRを可変するように動作する。即ち、一次側の
並列共振回路は、一次巻線N1と被制御巻線NRの合成イ
ンダクタンス(L1+LR)と並列共振コンデンサCrの
キャパシタンスとによって形成されるものとみることが
出来るが、制御回路1の動作によって被制御巻線NRの
インダクタンスLRが変化すると、一次側並列共振回路
の共振条件が変化してスイッチング素子Q1及び並列共
振コンデンサCrの両端に得られる共振電圧Vcrのパ
ルス幅を制御する動作が得られる。ここで、共振電圧V
crのパルス幅とは、スイッチング素子Q1のオフ期間
であり、換言すれば、共振電圧Vcrのパルス幅を制御
することはスイッチング素子Q1のオン期間を制御し
て、二次側の直流出力電圧を制御することに他ならな
い。即ち、本実施の形態では、AC200V系時におい
ては、スイッチング素子Q1のオン期間を制御すること
によって、二次側出力電圧の安定化を図るように動作す
ることになる(ここではインダクタンス制御方式という
ことにする)。また、被制御巻線NRのインダクタンス
LRは、ブースト回路に対して直列に挿入される回路形
態となっており、インダクタンスLRの変化によりブー
スト回路内のインピーダンス特性を可変する。この結
果、(数1)により表されるブースト平滑電圧EBも一
定となるように制御される。つまり、この図に示す電源
回路では二次側の直流出力電圧を一定とするように制御
することで、一次側のブースト平滑電圧EBをも一定と
するように制御することになる。In this case, the control circuit 1 supplies a control current of a level corresponding to the fluctuation of the DC output voltage EO1 to the control winding NC of the orthogonal transformer PRT so that the DC output voltage EO1 is constant. Thus, the operation is performed to vary the inductance LR of the controlled winding NR. That is, the parallel resonance circuit on the primary side can be regarded as formed by the combined inductance (L1 + LR) of the primary winding N1 and the controlled winding NR and the capacitance of the parallel resonance capacitor Cr. When the inductance LR of the controlled winding NR changes due to the operation, the resonance condition of the primary side parallel resonance circuit changes and the operation of controlling the pulse width of the resonance voltage Vcr obtained at both ends of the switching element Q1 and the parallel resonance capacitor Cr is performed. can get. Here, the resonance voltage V
The pulse width of cr is the off period of the switching element Q1, in other words, controlling the pulse width of the resonance voltage Vcr controls the on period of the switching element Q1 to reduce the DC output voltage on the secondary side. There is nothing to control. That is, in the present embodiment, in the case of the AC 200 V system, the operation is performed so as to stabilize the secondary-side output voltage by controlling the ON period of the switching element Q1 (here, referred to as an inductance control method). I will). Further, the inductance LR of the controlled winding NR has a circuit configuration inserted in series with the boost circuit, and changes the impedance characteristic in the boost circuit by changing the inductance LR. As a result, the boost smoothing voltage EB represented by (Equation 1) is controlled to be constant. That is, in the power supply circuit shown in this figure, by controlling the secondary side DC output voltage to be constant, the primary side boost smoothing voltage EB is also controlled to be constant.
【0019】例えば、先に本出願人が提案したソフトス
イッチング電源回路の構成では、例えば交流入力電圧A
C100V系で、かつ最大負荷電力150W〜160W
以上に対応する構成を採る場合には、倍電圧整流回路に
より交流入力電圧のほぼ2倍のレベルに対応する整流平
滑電圧を得ていた。これにより、スイッチングコンバー
タに入力される直流電圧レベルを増加させて比較的高負
荷の条件に対応していたものである。For example, in the configuration of the soft switching power supply circuit previously proposed by the present applicant, for example, the AC input voltage A
C100V system and maximum load power 150W ~ 160W
In the case of adopting the configuration corresponding to the above, a rectified smoothed voltage corresponding to almost twice the level of the AC input voltage is obtained by the voltage doubler rectifier circuit. Thereby, the DC voltage level input to the switching converter is increased to cope with the condition of relatively high load.
【0020】これに対して図5に示す電源回路では、上
述のようにして最大負荷電力の増加を図ることで、直流
入力電圧(整流平滑電圧)を生成する整流平滑回路とし
ては倍電圧整流方式を採って負荷電力をカバーする必要
はなくなる。この結果、図5に示すようにして、例えば
ブリッジ整流回路による通常の等倍電圧整流回路の構成
を採ることができるものである。これにより、例えば図
5に示す電源回路では、交流入力電圧VAC=144V時
における整流平滑電圧Eiは200V程度となる。共振
電圧Vcrは、整流平滑電圧Eiに対して一次側の並列
共振回路が作用することで、スイッチング素子Q1のオ
フ時に発生するが、図5の回路では、上記のように整流
平滑電圧Eiが倍電圧整流時の約1/2とされることに
なる。但し、図5に示す構成では、この整流平滑電圧E
iに対してブースト電圧VBを重畳してブースト平滑電
圧EBが発生するため、共振電圧Vcrはブースト平滑
電圧EBのレベルに依存するのであるが、それでも共振
電圧Vcrは1200V程度にまで抑えられる。例え
ば、倍電圧整流回路が備えられた構成では、共振電圧V
crは1800V程度にまで上昇する。従って、図5に
示す回路においては、スイッチング素子Q1と並列共振
コンデンサCrについては、1200Vの耐圧品を選定
すればよいことになる。On the other hand, in the power supply circuit shown in FIG. 5, by increasing the maximum load power as described above, the rectifying and smoothing circuit for generating the DC input voltage (rectified and smoothed voltage) is a voltage doubler rectifier. It is no longer necessary to cover the load power by taking As a result, as shown in FIG. 5, it is possible to adopt a configuration of a normal equal-voltage rectifier circuit using, for example, a bridge rectifier circuit. Thus, for example, in the power supply circuit shown in FIG. 5, the rectified smoothed voltage Ei at the time of the AC input voltage VAC = 144 V becomes about 200 V. The resonance voltage Vcr is generated when the switching element Q1 is turned off by the action of the parallel resonance circuit on the primary side on the rectified smoothed voltage Ei. In the circuit of FIG. 5, the rectified smoothed voltage Ei is doubled as described above. That is, about 約 of the voltage rectification. However, in the configuration shown in FIG.
Since the boosted voltage VB is superimposed on i to generate the boosted smoothed voltage EB, the resonance voltage Vcr depends on the level of the boosted smoothed voltage EB, but the resonance voltage Vcr is still suppressed to about 1200 V. For example, in a configuration provided with a voltage doubler rectifier circuit, the resonance voltage V
cr rises to about 1800V. Therefore, in the circuit shown in FIG. 5, the switching element Q1 and the parallel resonance capacitor Cr need only be selected with a withstand voltage of 1200V.
【0021】また、上述したように、二次側において全
波整流回路を設け、二次巻線N2Aの交番電圧が正負の両
期間において整流電流が流れるようにしたことで、二次
側の共振電圧V2は正負の両期間において共に整流平滑
電圧Eiと同等のレベルにまで抑制されることになる。
これにより、二次側の全波整流回路を形成する整流ダイ
オード(DO1〜D04)としては、整流平滑電圧Eiのレ
ベルにほぼ対応する耐圧品を選定すればよいことにな
る。Further, as described above, the full-wave rectifier circuit is provided on the secondary side so that the rectified current flows during both the positive and negative periods of the alternating voltage of the secondary winding N2A, so that the resonance on the secondary side is achieved. The voltage V2 is suppressed to the same level as the rectified smoothed voltage Ei in both the positive and negative periods.
As a result, as the rectifier diodes (DO1 to D04) forming the secondary-side full-wave rectifier circuit, a withstand voltage product substantially corresponding to the level of the rectified smoothed voltage Ei can be selected.
【0022】このように、図5に示す回路では、スイッ
チング素子Q1、並列共振コンデンサCr,及び二次側
の全波整流回路を形成する整流ダイオードについて低耐
圧品を用いることができるため、素子としてはそれだけ
安価となる。このため、特にコストアップを考慮するこ
となく、例えばスイッチング素子Q1及び二次側の全波
整流回路を形成する整流ダイオードについて特性の向上
されたもの(スイッチング素子Q1であれば、飽和電圧
VCE(SAT)、蓄積時間tSTG、下降時間tf、電流増幅率
hFE等の特性の良好なもの、また、整流ダイオードであ
れば順方向電圧降下VF、逆回復時間trr等の特性の
良好なもの)を選定することができ、それだけ電力損失
の低減が促進されることにもなる。つまり、倍電圧整流
回路により直流入力電圧を生成する構成よりも、低コス
ト或いはほぼ同等のコストでありながら電力変換効率の
向上を図ることが可能になる。また、電力変換効率の向
上により、例えば倍電圧整流回路の整流ダイオードの放
熱のために必要であった放熱板等も不要となる。As described above, in the circuit shown in FIG. 5, since a low withstand voltage product can be used for the switching element Q1, the parallel resonance capacitor Cr, and the rectifier diode forming the full-wave rectifier circuit on the secondary side, Will be cheaper. Therefore, for example, the switching element Q1 and a rectifying diode forming a full-wave rectifier circuit on the secondary side have improved characteristics (for the switching element Q1, the saturation voltage VCE (SAT ), Good characteristics such as accumulation time tSTG, fall time tf, and current amplification factor hFE, and rectifier diodes having good characteristics such as forward voltage drop VF and reverse recovery time trr). Therefore, reduction of power loss is promoted accordingly. That is, power conversion efficiency can be improved at a lower cost or at substantially the same cost as compared with a configuration in which a DC input voltage is generated by a voltage doubler rectifier circuit. Further, by improving the power conversion efficiency, for example, a radiator plate or the like which is necessary for radiating heat of the rectifier diode of the voltage doubler rectifier circuit becomes unnecessary.
【0023】また、電圧共振形コンバータの構成とし
て、例えば100KHz程度の高いスイッチング周波数
を設定するようにすれば、上記各種部品の小型・軽量化
も図られることになる。ここで、実際に対応すべき最大
負荷電力に応じて、ブースト電圧VBが最適となるよう
に巻線N3を選定すれば、更なる各種部品の小型・軽量
化を実現できる。更に、電源回路の小型・軽量化の観点
からすれば、直流入力電圧の生成のために倍電圧整流回
路を備える構成では、それぞれ2組の整流ダイオードと
平滑コンデンサが必要とされたのであるが、図5に示す
回路では、例えば通常のブリッジ整流回路による全波整
流回路とされるため、1組のブロック型の平滑コンデン
サとブリッジ整流ダイオードを採用することができるの
で、この点でも、コストの削減及び部品の小型化が図ら
れるものである。つまり、図5に示す回路では、絶縁コ
ンバータトランスPIT、直交型制御トランスPRTを
含む各種部品の小型化が図られる。また、電力変換効率
も向上が図られることが実験により分かっている。If a high switching frequency of, for example, about 100 KHz is set as the configuration of the voltage resonance type converter, the various components can be reduced in size and weight. Here, if the winding N3 is selected such that the boost voltage VB is optimized according to the maximum load power to be actually handled, further reduction in size and weight of various components can be realized. Furthermore, from the viewpoint of reducing the size and weight of the power supply circuit, in the configuration including the voltage doubler rectifier circuit for generating the DC input voltage, two sets of rectifier diodes and a smoothing capacitor were required, respectively. In the circuit shown in FIG. 5, for example, a full-wave rectifier circuit using a normal bridge rectifier circuit can be used, so that a set of a block-type smoothing capacitor and a bridge rectifier diode can be employed. In addition, miniaturization of parts can be achieved. That is, in the circuit shown in FIG. 5, various components including the insulating converter transformer PIT and the orthogonal control transformer PRT can be reduced in size. Experiments have also shown that the power conversion efficiency can be improved.
【0024】ここで、上記図5に示した電源回路の要部
の動作を、図8の波形図により示す。図8(a)は、ス
イッチング素子Q1//並列共振コンデンサCrの並列
接続の両端に発生する共振電圧Vcrを示している。こ
の共振電圧Vcrは、スイッチング素子Q1がオンとさ
れる期間TONは0レベルで、オフとされる期間TOFFに
おいて図のように正弦波状の共振パルスが現れる波形と
なる。即ち、電圧共振形の動作となっている。この際、
ブースト用ダイオードDBを流れる整流電流IDB、及
び、ブースト用ダイオードDB−被制御巻線NRを介して
一次巻線N1に流入する電流I1は、スイッチング動作に
応じて図8(b)に示すような波形として得られる。ま
た、図8(c)に示すブースト用ダイオードDBの両端
電圧VDB、図8(d)に示す被制御巻線NRの両端電圧
VNR、及び図8(e)に示すブースト用ダイオードDB
のカソード−一次側アース間の電圧V1は、それぞれ、
ブースト用ダイオードDBがほぼオフとなる期間TRにお
いて、高周波のパルスが発生する波形となる。The operation of the main part of the power supply circuit shown in FIG. 5 will now be described with reference to the waveform diagram of FIG. FIG. 8A shows a resonance voltage Vcr generated at both ends of a parallel connection of the switching element Q1 // parallel resonance capacitor Cr. The resonance voltage Vcr has a waveform in which a sine-wave shaped resonance pulse appears as shown in the figure during the period TOFF when the switching element Q1 is turned on and the period TON when the switching element Q1 is turned off. That is, the operation is a voltage resonance type operation. On this occasion,
The rectified current IDB flowing through the boost diode DB and the current I1 flowing into the primary winding N1 via the boost diode DB and the controlled winding NR correspond to the switching operation as shown in FIG. Obtained as a waveform. The voltage VDB across the boost diode DB shown in FIG. 8C, the voltage VNR across the controlled winding NR shown in FIG. 8D, and the boost diode DB shown in FIG. 8E.
The voltage V1 between the cathode and the primary side ground is
In a period TR in which the boost diode DB is almost off, the waveform has a waveform in which a high-frequency pulse is generated.
【0025】これまでの説明から分かるように、図5に
示した電源回路では、対応可能な負荷電力の増加、電力
変換効率の向上など特性面での向上が図られた上で、部
品点数の削減や、部品素子の小型化等が図られること
で、回路基板の小型軽量化及び低コスト化が促進される
ている。As can be understood from the above description, the power supply circuit shown in FIG. 5 has been improved in characteristics such as an increase in load power that can be handled and an improvement in power conversion efficiency, and has a reduced number of parts. The reduction in size, the size of component elements, and the like have promoted the reduction in size, weight, and cost of circuit boards.
【0026】但し、ブースト電圧VBを可変制御してブ
ースト平滑電圧EBを一定に制御することで、二次側出
力の定電圧制御を行う構成においては、ブースト平滑電
圧EBの可変制御範囲は、(数1)からも分かるよう
に、一次巻線N1のインダクタンスL1と、被制御巻線N
RのインダクタンスLRとの割合によって決定される。こ
のため、図5に示す回路において、実際に負荷電力及び
交流入力電圧の変動に対してブースト平滑電圧EBを一
定に制御しようとした場合、例えば、ブースト回路を設
けずに、直交型制御トランスPRTのインダクタンス制
御によって定電圧制御を行う場合と比較して、インダク
タンスLRの可変範囲については、先にLR=(0.1〜
1.2)L1としたように、12倍のダイナミックレン
ジが必要となる。このダイナミックレンジを確保するに
は、例えば被制御巻線NRについて相応の巻数を設定す
ることが必要で、直交型制御トランスPRTの小型化及
び低コスト化の妨げとなる。However, in a configuration in which the boost voltage VB is variably controlled to control the boost smoothed voltage EB to be constant, the variable control range of the boost smoothed voltage EB is expressed by the following equation. As can be seen from Expression 1), the inductance L1 of the primary winding N1 and the controlled winding N
It is determined by the ratio of R to the inductance LR. For this reason, in the circuit shown in FIG. 5, when the boost smoothing voltage EB is actually controlled to be constant with respect to the fluctuations of the load power and the AC input voltage, for example, the quadrature control transformer PRT is provided without providing the boost circuit. In comparison with the case where the constant voltage control is performed by the inductance control of (1), the variable range of the inductance LR is determined as follows.
1.2) As with L1, a 12-fold dynamic range is required. In order to secure this dynamic range, for example, it is necessary to set an appropriate number of turns for the controlled winding NR, which hinders miniaturization and cost reduction of the orthogonal control transformer PRT.
【0027】また、図5に示す電源回路では、図8
(b)(c)(d)(e)に示したようにして、ブース
ト回路内では、ブースト用ダイオードDBがオフとされ
る期間TRにおいて高周波のパルス電圧或いは電流が発
生する。この高周波のパルスは、ブースト用ダイオード
DBオフ時における空乏層容量(数10pF程度)とブ
ースト回路を形成しているインダクタンス成分(L3,
LR)の作用によって生じる寄生振動に応じて現れ、例
えば数MHzにもなる。このためブースト用ダイオード
DB及び直交型制御トランスPRTにおいては、上記寄
生振動による輻射ノイズが発生することになる。このよ
うな不要な輻射ノイズは出来るだけ低減されなければな
らない。In the power supply circuit shown in FIG.
As shown in (b), (c), (d), and (e), a high-frequency pulse voltage or current is generated in the boost circuit during the period TR in which the boost diode DB is turned off. This high-frequency pulse is composed of a depletion layer capacitance (about several tens of pF) when the boost diode DB is off and an inductance component (L3,
LR) appears in response to the parasitic vibration generated by the action, and for example, reaches several MHz. For this reason, in the boost diode DB and the quadrature control transformer PRT, radiation noise due to the parasitic vibration is generated. Such unnecessary radiation noise must be reduced as much as possible.
【0028】そこで本発明としては上記したことを背景
として、図5に示した構成の電圧共振形スイッチング電
源回路を基として、そのメリットを活かした上で、更な
る回路の小型軽量化、低コスト化、及び低ノイズ化を目
指すものである。In view of the above, the present invention is based on the voltage-resonant switching power supply circuit having the configuration shown in FIG. 5 and utilizes the merits thereof to further reduce the size and weight of the circuit and reduce the cost. The aim is to reduce noise and reduce noise.
【0029】図1の回路図は、本発明の第1の実施の形
態としてのスイッチング電源回路の構成を示している。
なお、この図において図5と同一部分については同一符
号を付して説明を省略する。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
In this figure, the same parts as those in FIG.
【0030】図1に示す電源回路においては、ブースト
用ダイオードDBに対して並列に第2並列共振コンデン
サC2Aを接続している。この第2並列共振コンデンサC
2Aは、ブースト回路内のインダクタンス(L3+LR)と
共に並列共振回路(以降、「ブースト回路内並列共振回
路」ともいう)が形成されるように、そのキャパシタン
スが選定されている。また、第2並列共振コンデンサC
2Aとしては、例えばフィルムコンデンサを使用する。In the power supply circuit shown in FIG. 1, a second parallel resonance capacitor C2A is connected in parallel with the boost diode DB. This second parallel resonance capacitor C
The capacitance of 2A is selected so that a parallel resonance circuit (hereinafter, also referred to as a "parallel resonance circuit in the boost circuit") is formed together with the inductance (L3 + LR) in the boost circuit. Further, the second parallel resonance capacitor C
As 2A, for example, a film capacitor is used.
【0031】図2は、図1に示す電源回路の要部の動作
をスイッチング周期により示す波形図であり、図2
(a)は共振電圧Vcr、図2(b)はブースト用ダイ
オードDBを流れる整流電流IDB、図2(c)はブース
ト用ダイオードDBの両端電圧VDB、図2(d)は被制
御巻線NRの両端電圧VNR、図2(e)はブースト用ダ
イオードDBのカソード−一次側アース間の電圧V1、図
2(f)は第2並列共振コンデンサC2Aに流れる共振電
流IC3、図2(g)はブースト回路から一次巻線N1に
流入する電流I1を示している。FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the main part of the power supply circuit shown in FIG.
2A shows a resonance voltage Vcr, FIG. 2B shows a rectified current IDB flowing through the boost diode DB, FIG. 2C shows a voltage VDB across the boost diode DB, and FIG. 2D shows a controlled winding NR. 2 (e) is a voltage V1 between the cathode of the boost diode DB and the primary side ground, FIG. 2 (f) is a resonance current IC3 flowing through the second parallel resonance capacitor C2A, and FIG. The current I1 flowing into the primary winding N1 from the boost circuit is shown.
【0032】ここでは、ブースト用ダイオードDBがオ
フとなる期間TRに流れる共振電流IC3(図2(f))
が、ブースト回路内並列共振回路による1サイクルの並
列共振電流となるように、第2並列共振コンデンサC2A
のキャパシタンスが選定されているものとする。このよ
うな構成とすると、図8に示した図5の電源回路の動作
波形と比較して分かるように、ブースト用ダイオードD
Bがオフとなる期間TRは、図8に示した期間TRに対し
て2倍程度拡大し、この作用によって、ブースト用ダイ
オードDBを流れる整流電流IDB(図2(b))と、一
次巻線N1に流入する電流I1(図2(g))は増加す
る。つまりブースト回路を流れる電流レベルの増加が図
られる。図1に示す構成では、ブースト用ダイオードD
Bがオフとなる期間TRにおいて、第2並列共振コンデン
サC2A→被制御巻線NR→巻線N3→平滑コンデンサCi
Bを介して並列共振電流IC3が流れるのであるが、上記
のようにしてブースト回路を流れる電流レベルの増加が
図られていることで、ブースト電圧VBが、図5に示し
た構成の電源回路よりも上昇して、結果的には、更に対
応可能な最大負荷電力が増加することになる。これとと
共に、図2(b)〜(g)の波形と、図8(b)〜
(e)の波形とを比較して分かるように、ブースト用ダ
イオードDBがオフとなる期間TRにおいては、ブースト
回路内における電圧、電流について、寄生振動に対応す
る高周波のパルス波形の成分は無くなっており、滑らか
な正弦波状の滑らかな波形が得られている。これによっ
て、ブースト回路内(ブースト用ダイオードDB、被制
御巻線NR)からの輻射ノイズは発生しないことになっ
て、更なる低ノイズ化も図られる。Here, the resonance current IC3 flowing during the period TR during which the boost diode DB is turned off (FIG. 2 (f))
Is a second parallel resonance capacitor C2A such that the parallel resonance current of one cycle by the parallel resonance circuit in the boost circuit is obtained.
Is assumed to be selected. With such a configuration, as can be seen by comparing with the operation waveform of the power supply circuit of FIG. 5 shown in FIG. 8, the boost diode D
The period TR in which B is off is about twice as large as the period TR shown in FIG. 8, and by this operation, the rectified current IDB (FIG. 2B) flowing through the boost diode DB and the primary winding The current I1 (FIG. 2 (g)) flowing into N1 increases. That is, the current level flowing through the boost circuit is increased. In the configuration shown in FIG. 1, the boost diode D
During the period TR in which B is off, the second parallel resonance capacitor C2A → the controlled winding NR → the winding N3 → the smoothing capacitor Ci
Although the parallel resonance current IC3 flows through B, the current level flowing through the boost circuit is increased as described above, so that the boost voltage VB is higher than that of the power supply circuit having the configuration shown in FIG. And as a result, the maximum load power that can be handled further increases. Along with this, the waveforms of FIGS. 2B to 2G and FIGS.
As can be seen from comparison with the waveform (e), during the period TR in which the boost diode DB is turned off, the voltage and current in the boost circuit have no high-frequency pulse waveform component corresponding to the parasitic oscillation. As a result, a smooth sinusoidal waveform is obtained. As a result, radiation noise from the boost circuit (the boost diode DB, the controlled winding NR) is not generated, and the noise is further reduced.
【0033】例えば、図1に示した構成において、最大
負荷電力150Wで交流入力電圧VAC=100V時の条
件に対応するものとして、絶縁コンバータトランスPR
Tについて、EE−45型のフェライトコアを用い、一
次巻線N1,二次巻線N2、巻線N3の各巻数について、
N1=N2=N3、スイッチング周波数fs=100KH
z、第2並列共振コンデンサC2A=2200pFとする
と、第2並列共振コンデンサC2Aが設けられない図5に
示した回路と比較して、ブースト電圧VBのレベルは5
%上昇し、対応可能な最大負荷電力は165Wにまで増
加する。そこで、対応可能な最大負荷電力は150Wと
なるようにして、直交型制御トランスPRTの制御巻線
NRのインダクタンスLRの可変量を再設計すると、イン
ダクタンスLRの可変範囲は、10%程度の低下が得ら
れる。これにより、制御巻線NRの巻数は削減されて、
その分、直交型制御トランスPRTの小型化を図ること
も可能となる。For example, in the configuration shown in FIG. 1, the insulation converter transformer PR is assumed to correspond to the condition when the maximum load power is 150 W and the AC input voltage VAC is 100 V.
For T, using an EE-45 type ferrite core, for each number of turns of the primary winding N1, the secondary winding N2, and the winding N3,
N1 = N2 = N3, switching frequency fs = 100KH
z, the second parallel resonance capacitor C2A = 2200 pF, the level of the boost voltage VB is 5 compared to the circuit shown in FIG. 5 in which the second parallel resonance capacitor C2A is not provided.
%, And the maximum load power that can be supported increases to 165 W. Therefore, if the variable amount of the inductance LR of the control winding NR of the orthogonal control transformer PRT is redesigned so that the maximum load power that can be handled is 150 W, the variable range of the inductance LR decreases by about 10%. can get. Thereby, the number of turns of the control winding NR is reduced,
Accordingly, it is possible to reduce the size of the orthogonal control transformer PRT.
【0034】図3は、本発明の第2の実施の形態として
の電源回路の構成を示す回路図であり、図1と同一部分
については同一符号を付して説明を省略する。図3に示
す電源回路においては、巻線N3は、一次巻線N1に対し
て独立的に設けられる。つまり、図1の場合のように一
次巻線N1を巻き上げて形成されてはいない。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the power supply circuit shown in FIG. 3, the winding N3 is provided independently of the primary winding N1. That is, it is not formed by winding up the primary winding N1 as in the case of FIG.
【0035】また、被制御巻線NRに対してはセンター
タップが設けられることで、このセンタータップにより
インダクタンスLR1としての被制御巻線NR1,インダク
タンスLR2としての被制御巻線NR2に分割される。被制
御巻線NR1の一端は、ブースト用ダイオードDBのカソ
ードと巻線N3の一端との間に直列に挿入される。ま
た、巻線N3の他端は平滑コンデンサCiBの正極に対し
て接続される。従って、この場合には、ブースト用ダイ
オードDB、被制御巻線NR2、巻線N3、平滑コンデンサ
CiBによってブースト回路が形成される。また、被制
御巻線NR2の端部は一次巻線N1の端部と接続されるこ
とで、一次側の並列共振回路(N1,Cr)と接続され
る。Further, by providing a center tap for the controlled winding NR, the center tap divides the controlled winding NR1 as the inductance LR1 and the controlled winding NR2 as the inductance LR2. One end of the controlled winding NR1 is inserted in series between the cathode of the boost diode DB and one end of the winding N3. The other end of the winding N3 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor CiB. Therefore, in this case, a boost circuit is formed by the boost diode DB, the controlled winding NR2, the winding N3, and the smoothing capacitor CiB. Further, the end of the controlled winding NR2 is connected to the end of the primary winding N1, thereby being connected to the primary-side parallel resonance circuit (N1, Cr).
【0036】このような構成においても、先に図2によ
り説明したのとほぼ同様の動作が得られ、対応可能な最
大負荷電力の増加、或いは直交型制御トランスPRTの
小型化(被制御巻線NRの巻数の減少)、及び輻射ノイ
ズの解消が実現される。In such a configuration, substantially the same operation as described above with reference to FIG. 2 can be obtained, and the corresponding maximum load power can be increased, or the orthogonal control transformer PRT can be reduced in size (controlled winding). (Reduction in the number of turns of NR), and elimination of radiation noise.
【0037】また、本実施の形態の制御回路1として
は、直交型制御トランスPRTの制御巻線NCに対し
て、直流出力電圧EO1の変動に応じたレベルの制御電流
を流して、被制御巻線NR1,NR2のインダクタンスLR
1,LR2を可変するように動作する。本実施の形態の接
続形態では、インダクタンスLR2は一次側並列共振回路
を形成することから、可変されるインダクタンスLR2に
より、一次側並列共振回路の共振条件を変化させる。つ
まり、前述したインダクタンス制御方式により二次側直
流出力電圧を一定とするように動作する。これに加え
て、本実施の形態では、インダクタンスLR1を含めてブ
ースト回路が形成されることで、インダクタンスLR1が
可変されることで、ブースト平滑電圧EBの安定化が図
られ、これによっても二次側出力電圧の安定化作用を有
する。The control circuit 1 according to the present embodiment supplies a control current of a level corresponding to the fluctuation of the DC output voltage EO1 to the control winding NC of the orthogonal control transformer PRT, thereby Inductance LR of lines NR1, NR2
1, LR2 is varied. In the connection form of the present embodiment, since the inductance LR2 forms a primary side parallel resonance circuit, the resonance condition of the primary side parallel resonance circuit is changed by the variable inductance LR2. That is, the secondary side DC output voltage is operated to be constant by the above-described inductance control method. In addition, in the present embodiment, the boost circuit including the inductance LR1 is formed, so that the inductance LR1 is varied, thereby stabilizing the boost smoothing voltage EB. It has the function of stabilizing the side output voltage.
【0038】図4は、本発明の第3の実施の形態として
の電源回路の構成を示す回路図であり、図1と同一部分
については同一符号を付して、同一の構成部分について
は説明を省略する。FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a power supply circuit according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the same parts are described. Is omitted.
【0039】図4に示す電源回路においては、直交型制
御トランスPRTの被制御巻線NRは一次巻線N3と平滑
コンデンサCiBの正極間に対して直列に挿入される。
この構成の場合、一次側並列共振回路としては、一次巻
線N1、巻線N3及び被制御巻線NRの直列接続により得
られる合成インダクタンス(L1+L3+LR)と、並列
共振コンデンサCrのキャパシタンスとによって形成さ
れるものとみることができる。 図4に示す構成とされ
ても、例えば第1の実施の形態と同様に、対応可能な最
大負荷電力の増加、或いは直交型制御トランスPRTの
小型化(被制御巻線NRの巻数の減少)、及び輻射ノイ
ズの解消が図られる。In the power supply circuit shown in FIG. 4, the controlled winding NR of the orthogonal control transformer PRT is inserted in series between the primary winding N3 and the positive electrode of the smoothing capacitor CiB.
In this configuration, the primary-side parallel resonance circuit is formed by a combined inductance (L1 + L3 + LR) obtained by connecting the primary winding N1, the winding N3, and the controlled winding NR in series, and the capacitance of the parallel resonance capacitor Cr. It can be seen as something. Even with the configuration shown in FIG. 4, for example, as in the first embodiment, the maximum load power that can be handled is increased, or the orthogonal control transformer PRT is downsized (the number of turns of the controlled winding NR is reduced). , And radiation noise.
【0040】また、図4に示す制御回路1も、直交型ト
ランスPRTの制御巻線NCに対して、直流出力電圧EO
1の変動に応じたレベルの制御電流を流して、被制御巻
線NRのインダクタンスLRを可変するように動作する。
この場合も、インダクタンスLRは一次側並列共振回路
を形成することから、可変されるインダクタンスLRに
より、前述したインダクタンス制御方式によって二次側
直流出力電圧を一定とするように動作する。これに加え
て本実施の形態では、インダクタンスLRがブースト回
路に備えられることで、先に図に示したように、インダ
クタンスLRの変化によってブースト平滑電圧EBも一定
となるように制御される。更に、被制御巻線NRのイン
ダクタンスLRが可変されると、この構成においても、
共振電圧Vcrのパルス幅(即ちTOFF期間)が制御さ
れることになり、この作用によっても、二次側直流出力
電圧を一定とするように動作することになる。The control circuit 1 shown in FIG. 4 also applies a DC output voltage EO to the control winding NC of the orthogonal transformer PRT.
A control current of a level corresponding to the fluctuation of 1 is passed to operate to vary the inductance LR of the controlled winding NR.
Also in this case, since the inductance LR forms a primary-side parallel resonance circuit, the variable inductance LR operates to keep the secondary-side DC output voltage constant by the inductance control method described above. In addition, in the present embodiment, by providing the inductance LR in the boost circuit, the boost smoothing voltage EB is controlled to be constant by the change in the inductance LR, as shown in FIG. Further, when the inductance LR of the controlled winding NR is varied, even in this configuration,
The pulse width of the resonance voltage Vcr (that is, the TOFF period) is controlled, and this operation also operates to keep the secondary-side DC output voltage constant.
【0041】なお、本発明は上記図1、図3、図4に示
した各構成に限定されるものではなく、変更が可能であ
る。例えば、上記各実施の形態における電圧共振形コン
バータは、自励発振回路によりスイッチング素子を駆動
する自励式の構成を採っているが、例えばICなどの発
振ドライブ回路を備えて他励式の構成とすることも考え
られる。また、スイッチング素子についも、バイポーラ
トランジスタだけではなく、MOS−FETトランジス
タをはじめとする他の種類のスイッチング素子が採用さ
れて構わないものである。The present invention is not limited to the configurations shown in FIGS. 1, 3 and 4, and can be modified. For example, the voltage resonance type converter in each of the above-described embodiments employs a self-excited configuration in which a switching element is driven by a self-excited oscillation circuit. It is also possible. As for the switching elements, not only bipolar transistors but also other types of switching elements such as MOS-FET transistors may be employed.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、例えば交
流入力電圧AC100V系で150W以上の比較的高負
荷の条件に対応する電圧共振形スイッチング電源回路と
して、絶縁コンバータトランスを疎結合とすることで、
一次巻線と二次巻線の相互インダクタンスが互いに逆極
性となる動作モード(+M/−M)が得られるようにし
ている。このうえで、二次側においては全波整流回路を
備えることで、二次巻線に得られる交番電圧から二次側
直流出力電圧を得るようにされる。つまり、二次側にお
いて全波整流回路により負荷に電力供給をする結果、本
発明では半波整流回路により二次側直流出力電圧を得る
場合よりも、対応可能な最大負荷電力を向上させること
が可能になる。そしてこれに伴い、一次側は倍電圧整流
回路ではなく、通常の全波整流回路により交流入力電圧
レベルに対応するレベルの整流平滑電圧を入力するよう
に構成しても、充分に上記した条件に対応することがで
きることになる。As described above, according to the present invention, an insulation converter transformer is loosely coupled as a voltage resonance type switching power supply circuit corresponding to a relatively high load condition of 150 W or more with an AC input voltage of 100 V AC, for example. so,
An operation mode (+ M / -M) in which the mutual inductances of the primary winding and the secondary winding have opposite polarities is obtained. In addition, by providing the full-wave rectifier circuit on the secondary side, the secondary-side DC output voltage is obtained from the alternating voltage obtained in the secondary winding. That is, as a result of supplying power to the load by the full-wave rectifier circuit on the secondary side, in the present invention, it is possible to improve the maximum load power that can be handled, compared to the case where the secondary-side DC output voltage is obtained by the half-wave rectifier circuit. Will be possible. Along with this, the primary side is not a voltage doubler rectifier circuit, but a full-wave rectifier circuit is used to input a rectified smoothed voltage at a level corresponding to the AC input voltage level. It will be able to respond.
【0043】例えば従前において上記の条件に対応する
場合には、倍電圧整流回路により交流入力電圧レベルの
2倍に対応する整流平滑電圧を得る必要があり、このた
め、スイッチング素子や一次側の並列共振コンデンサに
は、整流平滑電圧レベルに応じて発生するスイッチング
電圧に応じた耐圧品を選定する必要があった。また、二
次側において半波整流回路により直流出力電圧を生成す
るようにしていたことで、整流ダイオードの非導通期間
において整流平滑電圧の2.5倍〜3.5倍程度の電圧
が印加されるため、この電圧レベルに応じた耐圧品を選
定していた。For example, conventionally, when the above condition is satisfied, it is necessary to obtain a rectified smoothed voltage corresponding to twice the AC input voltage level by a voltage doubler rectifier circuit. For the resonance capacitor, it is necessary to select a withstand voltage product corresponding to the switching voltage generated according to the rectified smoothing voltage level. In addition, since the DC output voltage is generated by the half-wave rectifier circuit on the secondary side, a voltage of about 2.5 to 3.5 times the rectified smoothed voltage is applied during the non-conductive period of the rectifier diode. Therefore, a withstand voltage product according to this voltage level has been selected.
【0044】これに対して本発明では、整流平滑電圧レ
ベルに依存するスイッチング電圧が従来の1/2となる
ことから、スイッチング素子や一次側の共振コンデンサ
について、従来よりも遙かに耐圧の低い部品素子を用い
ることができる。また、二次側においては、並列共振回
路を形成する二次巻線に得られる交番電圧(共振電圧)
を全波整流回路により整流して直流出力電圧を得るよう
にしている。この結果、対応可能な最大負荷電力を増加
させた上で、整流ダイオードに印加される電圧は整流平
滑電圧レベルとほぼ同等に抑制されるため、二次側の整
流ダイオードについても従来より耐圧の低いものを選定
することができる。これによって、先ず、スイッチング
素子、一次側の並列共振コンデンサ、及び二次側整流ダ
イオード等にかかるコストを削減することができる。ま
た、スイッチング素子及び二次側整流ダイオードの特性
の向上したものを選定すれば、電力変換効率の向上が図
られることになる。また、スイッチング素子の特性が向
上されればスイッチング周波数を高くすることが容易と
なるので、スイッチング周波数を高くすればスイッチン
グ素子周辺の回路部品の小型・軽量化を図ることも可能
になるものである。また、商用交流電源から整流平滑電
圧を得る回路が通常の全波整流回路とされたことで、例
えば通常の1組のブロック型の平滑コンデンサとブリッ
ジ整流ダイオードを採用することができるので、この点
でも、コストの削減及び回路規模の縮小が図られる。On the other hand, in the present invention, since the switching voltage depending on the rectified smoothing voltage level is 1 / of the conventional one, the withstand voltage of the switching element and the resonance capacitor on the primary side is much lower than the conventional one. Component elements can be used. On the secondary side, an alternating voltage (resonance voltage) obtained in a secondary winding forming a parallel resonance circuit
Is rectified by a full-wave rectifier circuit to obtain a DC output voltage. As a result, after increasing the maximum load power that can be handled, the voltage applied to the rectifier diode is suppressed to approximately the same level as the rectification smoothed voltage level. Things can be selected. As a result, firstly, costs for the switching element, the primary-side parallel resonance capacitor, the secondary-side rectifier diode, and the like can be reduced. In addition, if the switching element and the secondary rectifier diode having improved characteristics are selected, the power conversion efficiency can be improved. Further, if the characteristics of the switching element are improved, it becomes easy to increase the switching frequency. Therefore, if the switching frequency is increased, it is possible to reduce the size and weight of circuit components around the switching element. . Further, since a circuit for obtaining a rectified smoothed voltage from a commercial AC power supply is a normal full-wave rectifier circuit, for example, a normal set of a block-type smoothing capacitor and a bridge rectifier diode can be employed. However, cost and circuit scale can be reduced.
【0045】また、本発明としては、整流平滑電圧に対
してブースト電圧を重畳してブースト平滑電圧を得るた
めのブースト回路(ブースト手段)が設けられる。これ
によっても、上記した最大負荷電力の増加が得られる。
また、このブースト回路は、直交型制御トランスの被制
御巻線を含んで形成されることで、直交型制御トランス
を利用した定電圧制御動作に伴って、ブースト平滑電圧
も一定となるように制御される。この構成では、被制御
巻線に流すべき電流を低減させることが可能になる。こ
れによって、直交型制御トランスの小型化を図ることが
可能とされる。また、上記ブースト回路は、ブースト用
巻線と、被制御巻線と、ブースト用の整流ダイオード
と、このブースト用の整流ダイオードの整流出力を充電
してブースト電圧を得るブースト用の平滑コンデンサと
から成る簡易な回路により形成される。また、ブースト
用の平滑コンデンサについては、倍電圧整流方式ではな
く、通常の全波整流方式によって整流平滑電圧(直流入
力電圧)を得るようにしたことに伴い、例えば100V
程度の耐圧品を選定すればよく、安価で小型のものを採
用することができる。Further, according to the present invention, a boost circuit (boost means) for obtaining a boost smoothed voltage by superimposing a boost voltage on a rectified smoothed voltage is provided. This also provides the increase in the maximum load power described above.
In addition, this boost circuit is formed including the controlled winding of the orthogonal control transformer, so that the boost smoothing voltage is controlled to be constant with the constant voltage control operation using the orthogonal control transformer. Is done. With this configuration, it is possible to reduce the current to be passed through the controlled winding. This makes it possible to reduce the size of the orthogonal control transformer. Further, the boost circuit includes a boost winding, a controlled winding, a rectifying diode for boost, and a smoothing capacitor for boost for obtaining a boost voltage by charging a rectified output of the rectifying diode for boost. It is formed by a simple circuit. Further, as for the boosting smoothing capacitor, a rectified smoothed voltage (DC input voltage) is obtained by a normal full-wave rectification method instead of a voltage doubler rectification method.
An inexpensive and small-sized product can be adopted as long as a pressure-resistant product of a sufficient level can be selected.
【0046】そして本発明では、上記構成のもとで、ブ
ースト回路のブースト用の整流ダイオードに対して並列
に並列共振コンデンサを接続することで、ブースト回路
内並列共振回路を形成する。このブースト回路内並列共
振回路の作用によって、先ず、ブースト用整流ダイオー
ドのオフ期間が拡大されてブースト回路内に流れる電流
が増加し、ブースト電圧を上昇させることが可能にな
る。これによって、最大負荷電力の増加又は被制御巻線
の巻数削減に伴う直交型トランスの小型化が促進され
る。更に、ブースト用整流ダイオードのオフ時に発生す
る寄生振動による高周波パルス成分が無くなるようにも
動作するため不要な輻射ノイズが解消され、それだけ低
ノイズ化も推し進められることになる。In the present invention, a parallel resonance capacitor is connected in parallel with the boost rectifier diode of the boost circuit in the above configuration, thereby forming a parallel resonance circuit in the boost circuit. By the operation of the parallel resonance circuit in the boost circuit, first, the off period of the rectifier diode for boost is extended, the current flowing in the boost circuit is increased, and the boost voltage can be increased. This promotes downsizing of the orthogonal transformer due to an increase in the maximum load power or a reduction in the number of turns of the controlled winding. Furthermore, since the operation is performed so that the high-frequency pulse component due to the parasitic vibration generated when the boost rectifier diode is turned off is eliminated, unnecessary radiation noise is eliminated, and the noise reduction is promoted accordingly.
【図1】本発明の第1の実施の形態の電源回路の構成例
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】実施の形態の電源回路の要部の動作を示す波形
図である。FIG. 2 is a waveform chart showing an operation of a main part of the power supply circuit of the embodiment.
【図3】本発明の第2の実施の形態の電源回路の構成例
を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a power supply circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態の電源回路の構成例
を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a power supply circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図5】先に本出願人が提案した発明に基づいて構成す
ることのできる電源回路の構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a power supply circuit that can be configured based on the invention previously proposed by the present applicant.
【図6】絶縁コンバータトランスの構成を示す断面図で
ある。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an insulating converter transformer.
【図7】相互インダクタンスが+M/−Mの場合の各動
作を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing each operation when the mutual inductance is + M / −M.
【図8】図5に示す電源回路の要部の動作を示す波形図
である。8 is a waveform chart showing an operation of a main part of the power supply circuit shown in FIG.
1 制御回路、2 発振回路、3 ドライブ回路、C
i,CiB 平滑コンデンサ、Cr 並列共振コンデン
サ、C2 (二次側)並列共振コンデンサ、Di,DO
ブリッジ整流回路、DO1,DO2,DO3,DO4 整流ダイ
オード、PIT絶縁コンバータトランス、N1, 一次
巻線、N2 二次巻線、PRT 直交型制御トランス、
NC 制御巻線、NR 被制御巻線、Q1 スイッチング
素子、DBブースト用ダイオード、N3 (ブースト用)
巻線、C2A 第2並列共振コンデンサ1 control circuit, 2 oscillation circuit, 3 drive circuit, C
i, CiB smoothing capacitor, Cr parallel resonance capacitor, C2 (secondary side) parallel resonance capacitor, Di, DO
Bridge rectifier circuit, DO1, DO2, DO3, DO4 rectifier diode, PIT isolation converter transformer, N1, primary winding, N2 secondary winding, PRT orthogonal control transformer,
NC control winding, NR controlled winding, Q1 switching element, DB boost diode, N3 (for boost)
Winding, C2A 2nd parallel resonance capacitor
Claims (1)
電源レベルに対応するレベルの整流平滑電圧を生成する
整流平滑手段と、 疎結合とされる所要の結合係数が得られるようにギャッ
プが形成され、一次側出力を二次側に伝送するために設
けられる絶縁コンバータトランスと、 上記整流平滑手段より出力される整流平滑電圧を断続し
て上記絶縁コンバータトランスの一次巻線に出力するよ
うにされたスイッチング手段と、 少なくとも、上記絶縁コンバータトランスの一次巻線を
含むインダクタンス成分と共振コンデンサのキャパシタ
ンスによって形成されて、上記スイッチング手段の動作
を電圧共振形とする一次側共振回路と、 上記絶縁コンバータトランスの二次巻線のインダクタン
ス成分と、二次側並列共振コンデンサのキャパシタンス
とによって二次側において形成される二次側共振回路
と、 上記絶縁コンバータトランスの二次巻線に得られる交番
電圧を入力し、全波整流によって二次側直流出力電圧を
得る直流出力電圧生成手段と、 上記一次側共振回路のインダクタンス成分として機能す
るようにして設けられる被制御巻線と、該被制御巻線と
その巻回方向が直交するようにされた制御巻線とが巻装
される直交型制御トランスを備え、上記直流出力電圧の
レベルに応じて可変の制御電流を上記制御巻線に流して
上記被制御巻線のインダクタンスを変化させることで、
二次側直流出力電圧に対する定電圧制御を行うよう構成
された定電圧制御手段と、 少なくとも、上記絶縁コンバータトランスに巻装されて
スイッチング手段のスイッチング出力に応じた交番電圧
が励起されるブースト用巻線と、該ブースト用巻線に得
られる交番電圧を整流するブースト用整流ダイオード
と、該ブースト用整流ダイオードによる整流出力を平滑
化するブースト用平滑コンデンサを備えることでブース
ト電圧を生成し、このブースト電圧を上記整流平滑電圧
に重畳してブースト整流平滑電圧を得るようにされてい
ると共に、上記被制御巻線を含むことにより、この被制
御巻線のインダクタンスの変化によって上記ブースト整
流平滑電圧を一定となるように制御可能な構成をとるブ
ースト手段と、 上記ブースト用整流ダイオードに対して並列に接続さ
れ、上記ブースト回路を形成するインダクタンス成分と
によってブースト回路内並列共振回路を形成する並列共
振コンデンサと、 を備えていることを特徴とする電圧共振形スイッチング
電源回路。1. A rectifying / smoothing means for generating a rectified / smoothed voltage having a level corresponding to an input commercial AC power supply level by full-wave rectification, and a gap formed so as to obtain a required coupling coefficient which is loosely coupled. An insulating converter transformer provided for transmitting a primary output to a secondary side; and a rectifying and smoothing voltage output from the rectifying and smoothing means being intermittently output to a primary winding of the insulating converter transformer. Switching means, at least a primary-side resonance circuit formed by an inductance component including a primary winding of the insulated converter transformer and a capacitance of a resonance capacitor to make the operation of the switching means a voltage resonance type; and Of the secondary winding and the capacitance of the secondary side parallel resonant capacitor And a secondary-side resonance circuit formed on the secondary side, and an alternating voltage obtained in a secondary winding of the insulating converter transformer, and a DC output voltage generation for obtaining a secondary-side DC output voltage by full-wave rectification. Means, a controlled winding provided so as to function as an inductance component of the primary side resonance circuit, and a control winding whose winding direction is orthogonal to the controlled winding. An orthogonal control transformer having a variable control current flowing through the control winding according to the level of the DC output voltage to change the inductance of the controlled winding.
Constant voltage control means configured to perform constant voltage control on the secondary side DC output voltage; and at least a boost winding wound around the insulating converter transformer and exciting an alternating voltage according to the switching output of the switching means. Line, a boost rectifier diode for rectifying the alternating voltage obtained in the boost winding, and a boost smoothing capacitor for smoothing the rectified output by the boost rectifier diode to generate a boost voltage. A voltage is superimposed on the rectified and smoothed voltage to obtain a boost rectified and smoothed voltage. In addition to including the controlled winding, the boost rectified and smoothed voltage is kept constant by a change in inductance of the controlled winding. Boost means having a controllable configuration so that It is connected in parallel for, the boost circuit voltage resonance type switching power supply circuit, characterized in that it comprises a parallel resonant capacitor, a forming a parallel resonant circuit boosting circuit by the inductance component for forming a.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10292415A JP2000125558A (en) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | Voltage resonance type switching power source circuit |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|---|---|
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1998
- 1998-10-14 JP JP10292415A patent/JP2000125558A/en not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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