JP2003319652A - Switching power supply circuit - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一次側に電流共振形コンバータ、二次側に電
圧共振回路を備え、コンバータトランスのギャップがゼ
ロとされる複合共振形コンバータのクロスレギュレーシ
ョン特性の改善。
【解決手段】 第2の直流出力電圧を得るための二次巻
線を、巻き数が同数となるように分けた第1の二次巻線
により挟み込むように巻装する。そして、この際、上記
第1の二次巻線は、1/2ずつに分けて巻装するように
する。或いは、二次巻線全体に対し、それぞれが巻き始
め端からの巻き数と巻き終わり端までの巻き数とを同数
にするように設けた第1のタップ出力端子及び第2のタ
ップ出力端子で仕切ることにより、第2の直流出力電圧
を得るための二次巻線を形成するようにする。これによ
り、上記第2の直流出力電圧を得るための二次巻線にお
いては、センタータップを境にして均等に交番電圧が励
起されるようになる。
(57) [Problem] To improve the cross-regulation characteristics of a composite resonance type converter having a current resonance type converter on the primary side and a voltage resonance circuit on the secondary side, and having a zero converter transformer gap. SOLUTION: A secondary winding for obtaining a second DC output voltage is wound so as to be sandwiched by first secondary windings divided so as to have the same number of turns. Then, at this time, the first secondary winding is wound separately in half. Alternatively, for the entire secondary winding, a first tap output terminal and a second tap output terminal provided so that the number of turns from the winding start end and the number of turns from the winding end end are equal. By partitioning, a secondary winding for obtaining a second DC output voltage is formed. Thus, in the secondary winding for obtaining the second DC output voltage, the alternating voltage is evenly excited at the center tap.
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スイッチング電源回路に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply circuit provided as a power supply in various electronic devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】スイッチング電源回路として、例えばフ
ライバックコンバータやフォワードコンバータなどの形
式のスイッチングコンバータを採用したものが広く知ら
れている。これらのスイッチングコンバータはスイッチ
ング動作波形が矩形波状であることから、スイッチング
ノイズの抑制には限界がある。また、その動作特性上、
電力変換効率の向上にも限界があることがわかってい
る。これに対し本出願人は、近年、各種共振形コンバー
タによるスイッチング電源回路を提案している。この共
振形コンバータは容易に高電力変換効率が得られると共
に、スイッチング動作波形が正弦波状となることで低ノ
イズが実現される。また、比較的少数の部品点数により
構成することができるというメリットも有している。2. Description of the Related Art As a switching power supply circuit, a switching power supply circuit that employs a switching converter such as a flyback converter or a forward converter is widely known. Since the switching operation waveforms of these switching converters are rectangular waves, there is a limit in suppressing switching noise. Also, due to its operating characteristics,
It is known that there is a limit to the improvement of power conversion efficiency. On the other hand, the present applicant has recently proposed switching power supply circuits using various resonant converters. This resonant converter can easily obtain high power conversion efficiency and realize low noise because the switching operation waveform is sinusoidal. It also has the advantage that it can be configured with a relatively small number of parts.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな共振形コンバータにおいては、磁気飽和を防止する
ために、コンバータトランスのコアの磁脚に対してギャ
ップを形成するようにされているため、その電力変換効
率の向上には、やはり限界があった。そこで、先に本出
願人は、コンバータトランスのギャップをゼロとした共
振形コンバータを発明し、スイッチング電源回路におけ
るさらなる電力変換効率の向上を図っている。However, in such a resonance type converter, in order to prevent magnetic saturation, a gap is formed with respect to the magnetic leg of the core of the converter transformer. There was also a limit to improving the power conversion efficiency. Therefore, the present applicant previously invented a resonance type converter in which the gap of the converter transformer is zero, and further improves the power conversion efficiency in the switching power supply circuit.
【0004】図8の回路図は、先に本出願人がした発明
に基づいて構成することのできる、コンバータトランス
のギャップをゼロとした先行技術としてのスイッチング
電源回路の一例を示している。この図に示す電源回路の
基本構成としては、一次側スイッチングコンバータとし
て自励式の電流共振形コンバータを備えている。The circuit diagram of FIG. 8 shows an example of a switching power supply circuit as a prior art in which the gap of the converter transformer is zero, which can be constructed based on the invention previously made by the present applicant. As the basic configuration of the power supply circuit shown in this figure, a self-exciting current resonance type converter is provided as a primary side switching converter.
【0005】この図に示す電源回路においては、先ず、
商用交流電源ACに対して、ブリッジ整流回路Di及び
1本の平滑コンデンサCiから成る全波整流平滑回路が
備えられる。そして、これらブリッジ整流回路Di及び
平滑コンデンサCiの全波整流動作によって、平滑コン
デンサCiの両端には整流平滑電圧Ei(直流入力電
圧)が得られることになる。この直流入力電圧Eiは、
交流入力電圧VACの等倍に対応したレベルとなる。In the power supply circuit shown in this figure, first,
A full-wave rectifying / smoothing circuit including a bridge rectifying circuit Di and one smoothing capacitor Ci is provided for the commercial AC power supply AC. The full-wave rectification operation of the bridge rectification circuit Di and the smoothing capacitor Ci results in the rectification smoothing voltage Ei (DC input voltage) across the smoothing capacitor Ci. This DC input voltage Ei is
The level corresponds to the same size as the AC input voltage VAC.
【0006】この図に示す電源回路のスイッチングコン
バータは電流共振形とされ、図のように2つのスイッチ
ング素子Q1,Q2をハーフブリッジ結合により接続して
いる。この場合、スイッチング素子Q1,Q2について
は、バイポーラトランジスタが選定されている。スイッ
チング素子Q1のベースに対しては、ベース電流制限抵
抗RB1−共振用コンデンサCB1−駆動巻線NB1を直列接
続して成る自励発振駆動回路が接続される。スイッチン
グ素子Q1のベース−エミッタ間には、ダンパーダイオ
ードDD1が図示する方向によって接続される。また、ス
イッチング素子Q1のコレクタ−ベース間には、起動時
の電流をベースに流すための起動抵抗Rs1が接続され
る。同様にして、スイッチング素子Q2のベースに対し
ては、ベース電流制限抵抗RB2−共振用コンデンサCB2
−駆動巻線NB2を直列接続して成る自励発振駆動回路が
接続される。また、ベース−エミッタ間には、ダンパー
ダイオードDD2が接続され、コレクタ−ベース間には起
動抵抗Rs2が接続される。The switching converter of the power supply circuit shown in this figure is of a current resonance type, and two switching elements Q1 and Q2 are connected by a half bridge coupling as shown in the figure. In this case, bipolar transistors are selected as the switching elements Q1 and Q2. The base of the switching element Q1 is connected to a self-excited oscillation drive circuit formed by series-connecting a base current limiting resistor RB1-resonance capacitor CB1-drive winding NB1. A damper diode DD1 is connected between the base and emitter of the switching element Q1 in the direction shown. A starting resistor Rs1 is connected between the collector and the base of the switching element Q1 to allow a current at the time of starting to flow to the base. Similarly, for the base of the switching element Q2, the base current limiting resistor RB2-resonance capacitor CB2
-A self-excited oscillation drive circuit formed by connecting drive windings NB2 in series is connected. A damper diode DD2 is connected between the base and the emitter, and a starting resistor Rs2 is connected between the collector and the base.
【0007】ここで、スイッチング素子Q1側の自励発
振駆動回路を形成する共振用コンデンサCB1のキャパシ
タンスと駆動巻線NB1のインダクタンスによっては直列
共振回路が形成される。同様にして、スイッチング素子
Q2側の自励発振駆動回路を形成する共振用コンデンサ
CB2のキャパシタンスと駆動巻線NB2のインダクタンス
によっても直列共振回路が形成される。そして、これら
直列共振回路の共振周波数によって決定されるスイッチ
ング周波数によって、スイッチング素子Q1,Q2が自励
式でスイッチング駆動されることになる。また、後述す
るように、ドライブトランスPRTにおいては、駆動巻
線NB1,NB2が互いに逆極性となる交番電圧が励起され
るようになっていることから、スイッチング素子Q1,
Q2は、交互にオン/オフするようにして、スイッチン
グ動作を行う。Here, a series resonance circuit is formed by the capacitance of the resonance capacitor CB1 forming the self-excited oscillation drive circuit on the switching element Q1 side and the inductance of the drive winding NB1. Similarly, a series resonance circuit is formed by the capacitance of the resonance capacitor CB2 forming the self-excited oscillation drive circuit on the switching element Q2 side and the inductance of the drive winding NB2. Then, the switching elements Q1 and Q2 are switching-driven by the self-exciting method at the switching frequency determined by the resonance frequency of these series resonant circuits. Further, as will be described later, in the drive transformer PRT, since the alternating voltages of which the drive windings NB1 and NB2 have opposite polarities are excited, the switching element Q1 and NB2 are excited.
Q2 performs switching operation by alternately turning on / off.
【0008】また、スイッチング素子Q2 のコレクタ−
エミッタ間に対しては、並列に部分共振コンデンサCp
が接続されている。この部分共振コンデンサCpのキャ
パシタンスと一次巻線N1のリーケージインダクタンス
成分L1によっては並列共振回路(部分電圧共振回路)
を形成する。そして、スイッチング素子Q1,Q2のター
ンオフ時にのみ電圧共振する、部分電圧共振動作が得ら
れるようになっている。Further, the collector of the switching element Q2
A partial resonance capacitor Cp is connected in parallel between the emitters.
Are connected. Depending on the capacitance of the partial resonance capacitor Cp and the leakage inductance component L1 of the primary winding N1, a parallel resonance circuit (partial voltage resonance circuit)
To form. Then, a partial voltage resonance operation is obtained in which the voltage resonates only when the switching elements Q1 and Q2 are turned off.
【0009】ドライブトランスPRT (Power Regulati
ng Transformer)はスイッチング素子Q1,Q2をスイッ
チング駆動すると共に、定電圧制御のためにスイッチン
グ周波数を可変制御するために備えられる。そして、こ
のドライブトランスPRTは、駆動巻線NB1,NB2及び
共振電流検出巻線NAを巻回するとともに、更にこれら
の各巻線に対して制御巻線Ncが直交する方向に巻回さ
れた可飽和リアクトルとされている。なお、駆動巻線N
B1と、駆動巻線NB2は、互いに逆極性の電圧が励起され
るようになっている。Drive transformer PRT (Power Regulati
The ng transformer) is provided for switching-driving the switching elements Q1 and Q2 and for variably controlling the switching frequency for constant voltage control. The drive transformer PRT winds the drive windings NB1 and NB2 and the resonance current detection winding NA, and further, saturable by winding the control winding Nc in a direction orthogonal to each of these windings. It is said to be a reactor. The drive winding N
B1 and drive winding NB2 are adapted to excite voltages having opposite polarities.
【0010】絶縁コンバータトランスPIT (Power Is
olation Transformer)はスイッチング素子Q1 、Q2の
スイッチング出力を二次側に伝送する。この絶縁トラン
スPITの一次巻線N1の巻き終わり端は、共振電流検
出巻線NAを介して、スイッチング素子Q1のエミッタと
スイッチング素子Q2のコレクタとの接点(スイッチン
グ出力点)に接続されることで、スイッチング出力が得
られるようにされる。Isolation Converter Transformer PIT (Power Is
(Olation Transformer) transmits the switching outputs of the switching elements Q1 and Q2 to the secondary side. The winding end of the primary winding N1 of the insulating transformer PIT is connected to the contact (switching output point) between the emitter of the switching element Q1 and the collector of the switching element Q2 via the resonance current detection winding NA. , A switching output is obtained.
【0011】また、この場合には、一次巻線N1の巻き
始め端は直列共振コンデンサC1を介して一次側アース
に接続されている。そして、上記直列共振コンデンサC
1のキャパシタンスと、一次巻線N1を含む絶縁コンバー
タトランスPITのインダクタンス成分により、一次側
スイッチングコンバータの動作を電流共振形とするため
の一次側直列共振回路を形成している。このようにし
て、この図に示す一次側スイッチングコンバータとして
は、電流共振形としての動作と、前述した部分電圧共振
動作とが複合的に得られていることになる。In this case, the winding start end of the primary winding N1 is connected to the primary side ground via the series resonance capacitor C1. The series resonance capacitor C
The capacitance of 1 and the inductance component of the insulating converter transformer PIT including the primary winding N1 form a primary side series resonance circuit for making the operation of the primary side switching converter a current resonance type. In this way, as the primary side switching converter shown in this figure, the current resonance type operation and the partial voltage resonance operation described above are obtained in a composite manner.
【0012】また、この場合の絶縁コンバータトランス
PITの二次側には、二次巻線N2と、この二次巻線N2
よりも巻き数(ターン数)の少ない三次巻線N3が巻装
されている。そして、上記三次巻線N3には図示するよ
うにセンタータップが施され、この三次巻線N3は、セ
ンタータップを境に分割されている。ここでは、このセ
ンタータップにより分けられた部分を、説明上「三次巻
線N3a」と「三次巻線N3b」と呼ぶこととする。な
お、この絶縁コンバータトランスPITにおける各巻線
のターン数は、一次巻線N1=30T(ターン)、二次
巻線N2=55T、三次巻線N3=三次巻線N3a+三次
巻線N3b=6T+6Tとされる。A secondary winding N2 and a secondary winding N2 are provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT in this case.
A tertiary winding N3 having a smaller number of turns (number of turns) than that is wound. The tertiary winding N3 is provided with a center tap as shown in the drawing, and the tertiary winding N3 is divided at the center tap. Here, the portions divided by the center tap will be referred to as "tertiary winding N3a" and "tertiary winding N3b" for the sake of explanation. The number of turns of each winding in this insulating converter transformer PIT is as follows: primary winding N1 = 30T (turn), secondary winding N2 = 55T, tertiary winding N3 = tertiary winding N3a + tertiary winding N3b = 6T + 6T. It
【0013】絶縁コンバータトランスPITは、例えば
図9に示す構造を有している。絶縁コンバータトランス
PITは、フェライト材によるE型コアCR1、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
が備えられる。そして、一次側と二次側の巻装領域が互
いに独立するようにして分割された上で一体化されたボ
ビンBに対して、一次側の巻装領域に一次巻線N1、二
次側の巻装領域に対しては二次巻線N2、及び三次巻線
N3をそれぞれ図示するように巻装している。すなわ
ち、内側から三次巻線N3a、N3bの順となるよう三次
巻線N3を巻装し、その外側に二次巻線N2を巻装するよ
うにしているものである。そして、中央磁脚に対して
は、図のようにギャップGを形成しないようにしてい
る。これによって、結合係数kとしては、例えばk≒
0.95程度の密結合の状態を得るようにしている。The insulating converter transformer PIT has a structure shown in FIG. 9, for example. Insulation converter transformer PIT consists of E-shaped cores CR1 and CR2 made of ferrite material.
An EE type core in which the magnetic legs are opposed to each other is provided. Then, for the bobbin B which is divided so that the winding areas on the primary side and the secondary side are independent of each other and is integrated, the winding area on the primary side has the primary winding N1 and the winding area on the secondary side. A secondary winding N2 and a tertiary winding N3 are wound around the winding region as shown in the figure. That is, the tertiary winding N3a and N3b are wound in this order from the inside, and the secondary winding N2 is wound outside the tertiary winding N3. The gap G is not formed in the central magnetic leg as shown in the figure. Accordingly, the coupling coefficient k is, for example, k≈
A tightly coupled state of about 0.95 is obtained.
【0014】この図8の回路において、このようにして
ギャップを形成しないようにしても絶縁コンバータトラ
ンスPITが磁気飽和しないのは、一次巻線N1、及び
二次巻線N2をそれぞれ上記したような巻き線数とし、
一次巻線N1に対する二次巻線N2の巻き線数を従来より
も増加させたことで、フェライト磁芯の磁束密度を低下
させたことによる。In the circuit of FIG. 8, the insulating converter transformer PIT is not magnetically saturated even if the gap is not formed in this way, because the primary winding N1 and the secondary winding N2 are respectively as described above. The number of windings,
This is because the number of windings of the secondary winding N2 with respect to the primary winding N1 is increased more than in the conventional case, and the magnetic flux density of the ferrite magnetic core is reduced.
【0015】絶縁コンバータトランスPITの二次側に
おいて、二次巻線N2に対しては、図示するように二次
側部分電圧共振コンデンサC2が並列に接続される。そ
して、この二次部分電圧共振コンデンサC2のキャパシ
タンスと、二次巻線N2のリーケージインダクタンスL2
とによっては、二次側部分電圧共振回路が形成される。
このため、絶縁コンバータトランスPITの二次巻線N
2に交番電圧が励起されることによっては、二次側にお
いても電圧(部分電圧)共振動作が得られることにな
る。つまり、図1に示す電源回路は、電流共振形コンバ
ータとして、一次側では電流共振動作及び部分電圧共振
動作が得られると共に、二次側においては部分電圧共振
動作が得られるように構成されていることになる。On the secondary side of the insulating converter transformer PIT, a secondary side partial voltage resonance capacitor C2 is connected in parallel with the secondary winding N2 as shown in the figure. Then, the capacitance of the secondary partial voltage resonance capacitor C2 and the leakage inductance L2 of the secondary winding N2.
Depending on and, a secondary side partial voltage resonance circuit is formed.
Therefore, the secondary winding N of the isolation converter transformer PIT
When the alternating voltage is excited in 2, the voltage (partial voltage) resonance operation can be obtained even on the secondary side. That is, the power supply circuit shown in FIG. 1 is configured as a current resonance type converter so that the current resonance operation and the partial voltage resonance operation are obtained on the primary side and the partial voltage resonance operation is obtained on the secondary side. It will be.
【0016】なお、このように二次側にも共振動作が得
られるようにしたことで、この図に示す回路においては
上記のようにギャップをゼロとした場合の中間負荷時に
おける異常発振を防止しているものである。Since the resonance operation can be obtained on the secondary side as described above, the circuit shown in this figure prevents the abnormal oscillation during the intermediate load when the gap is zero as described above. Is what you are doing.
【0017】また、二次巻線N2に対しては、図示する
ようにしてブリッジ整流回路DBR及び平滑コンデンサC
O1が接続されることで、全波整流動作によって、平滑コ
ンデンサCO1の両端に二次側直流出力電圧EO1が得られ
るようになっている。また、三次巻線N3に対しては、
三次巻線N3a側の端部に整流ダイオードDO1が、三次
巻線N3b側の端部に整流ダイオードDO2がそれぞれ接
続される。そして、これら整流ダイオードDO1,DO2
は、それぞれ平滑コンデンサCO2の正極端子に接続され
ており、これにより両波整流回路が形成され、上記平滑
コンデンサCO2の両端には、上記直流出力電圧EO1より
も低電圧の二次側直流出力電圧EO2が得られるようにな
る。これら二次側直流出力電圧EO1,EO2は、それぞれ
図示しない負荷に対して供給される。また、二次側直流
出力電圧EO1は、制御回路1のための検出電圧としても
分岐して入力される。For the secondary winding N2, a bridge rectifier circuit DBR and a smoothing capacitor C are provided as shown in the figure.
By connecting O1, the secondary side DC output voltage EO1 is obtained across the smoothing capacitor CO1 by the full-wave rectification operation. For the tertiary winding N3,
The rectifying diode DO1 is connected to the end on the side of the tertiary winding N3a, and the rectifying diode D02 is connected to the end on the side of the tertiary winding N3b. Then, these rectifying diodes DO1 and DO2
Are connected to the positive terminal of the smoothing capacitor CO2, respectively, thereby forming a double-wave rectification circuit, and a secondary side DC output voltage lower than the DC output voltage EO1 is applied across the smoothing capacitor CO2. EO2 can be obtained. These secondary side DC output voltages EO1 and EO2 are supplied to loads not shown. The secondary side DC output voltage EO1 is also branched and input as a detection voltage for the control circuit 1.
【0018】制御回路1では、二次側直流出力電圧EO1
のレベル変化に応じて、制御巻線NCに流す制御電流
(直流電流)レベルを可変することで、直交形制御トラ
ンスPRTに巻装された駆動巻線NBのインダクタンス
LBを可変制御する。これにより、駆動巻線NBのインダ
クタンスLBを含んで形成されるメインスイッチング素
子Q1のための自励発振駆動回路内における直列共振回
路の共振条件が変化する。これは、メインスイッチング
素子Q1のスイッチング周波数を可変する動作となり、
この動作によって二次側の直流出力電圧(EO1、EO2)
を安定化する。In the control circuit 1, the secondary side DC output voltage EO1
By varying the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC in accordance with the level change of the control winding NC, the inductance LB of the drive winding NB wound around the orthogonal control transformer PRT is variably controlled. As a result, the resonance condition of the series resonance circuit in the self-excited oscillation drive circuit for the main switching element Q1 formed including the inductance LB of the drive winding NB changes. This is an operation to change the switching frequency of the main switching element Q1,
By this operation, the secondary side DC output voltage (EO1, EO2)
Stabilize.
【0019】図11は、図8に示した電源回路における
要部の動作をスイッチング周期により示す波形図であ
る。なお、この図に示す動作波形は、交流入力電圧VAC
=100V系で、負荷電力Po=125Wの条件のもと
での測定結果を示している。この図において、スイッチ
ング素子Q2は、期間TONにおいてオンとなり、期間TO
FFにおいてオフとなるようにスイッチング動作を行う。
そして、スイッチング素子Q2に流れるスイッチング電
流IQ2は、図示するようにして、期間TOFFにおいては
0レベルで、期間TONにおいては、先ず、開始時におい
てダンパーダイオードDD2からスイッチング素子Q2の
ベース→コレクタを介して負極正方向にダンパー電流が
流れ、この後、コレクタ−エミッタを介して流れる波形
となる。FIG. 11 is a waveform diagram showing the operation of the main part of the power supply circuit shown in FIG. 8 by the switching cycle. The operation waveform shown in this figure is the AC input voltage VAC
= 100V system, the measurement result is shown under the condition of load power Po = 125W. In this figure, the switching element Q2 is turned on during the period TON and the period TO
Switching operation is performed so that it is turned off in FF.
As shown in the figure, the switching current IQ2 flowing through the switching element Q2 is 0 level in the period TOFF, and in the period TON, first, at the start, from the damper diode DD2 through the base → collector of the switching element Q2. A damper current flows in the positive direction of the negative electrode, and then has a waveform flowing through the collector-emitter.
【0020】また、スイッチング素子Q2のコレクタ−
エミッタ間電圧VQ2は、期間TOFFにおいては整流平滑
電圧Ei(直流入力電圧)のレベルでクランプされたパ
ルスとなり、期間TONにおいては、0レベルとなる波形
が得られる。なお、スイッチング素子Q1は、スイッチ
ング素子Q2に対して交互にオン/オフするタイミング
でスイッチングしている。従って、スイッチング素子Q
1のスイッチング電流及びコレクタ−エミッタ間電圧と
しては、上記スイッチング電流IQ2及びコレクタ−エミ
ッタ間電圧VQ2と同じ波形形状とされたうえで、ほぼ1
80°移相されたものとなる。Further, the collector of the switching element Q2
The emitter-to-emitter voltage VQ2 becomes a pulse clamped at the level of the rectified and smoothed voltage Ei (DC input voltage) in the period TOFF, and has a waveform of 0 level in the period TON. The switching element Q1 is switched with respect to the switching element Q2 at the timing of being alternately turned on / off. Therefore, the switching element Q
The switching current and the collector-emitter voltage of 1 have substantially the same waveform shapes as the switching current IQ2 and the collector-emitter voltage VQ2.
The phase is shifted by 80 °.
【0021】そして、この図においては一次巻線N1に
スイッチング出力として流れる一次巻線電流I1が示さ
れている。この一次巻線電流I1は、スイッチング素子
Q1,Q2のスイッチング動作に応じて、一次側直列共振
回路(C1−N1)の直列共振回路の共振動作によって得
られる共振電流である。そして、この一次巻線電流I1
は、スイッチング素子Q1がオフでスイッチング素子Q2
がオンとなる期間TONにおいては、スイッチング素子Q
2のスイッチング電流IQ2としてスイッチング素子Q2に
流れることになる。また、スイッチング素子Q2がオフ
でスイッチング素子Q12がオンとなる期間TOFFにおい
ては、スイッチング素子Q1のスイッチング電流として
スイッチング素子Q1に流れることになる。The primary winding current I1 flowing through the primary winding N1 as a switching output is shown in this figure. The primary winding current I1 is a resonance current obtained by the resonance operation of the series resonance circuit of the primary side series resonance circuit (C1-N1) according to the switching operation of the switching elements Q1 and Q2. Then, this primary winding current I1
The switching element Q1 is off and the switching element Q2 is
During the period TON when the switching element is turned on, the switching element Q
The second switching current IQ2 flows through the switching element Q2. Further, during the period TOFF in which the switching element Q2 is off and the switching element Q12 is on, the switching current of the switching element Q1 flows to the switching element Q1.
【0022】このように一次巻線電流I1が流れること
により、三次巻線N3に生じる電圧V3としては、図示す
るように一次巻線電流I1に対応した周期の波形が得ら
れるようになる。そして、この電圧V3としては、その
絶対値レベルが二次側直流出力電圧EO2のレベルでクラ
ンプされた波形が得られる。また、整流ダイオードDO1
に流れる整流電流ID1、及び整流ダイオードDO2に流れ
る整流電流ID2の波形は図示するようになり、これらの
波形より、整流ダイオードDO1、DO2はそれぞれ交互に
オン/オフするようにされていることがわかる。As the primary winding current I1 thus flows, as the voltage V3 generated in the tertiary winding N3, a waveform having a cycle corresponding to the primary winding current I1 is obtained as shown in the figure. Then, as the voltage V3, a waveform whose absolute value level is clamped at the level of the secondary side DC output voltage EO2 is obtained. In addition, the rectifying diode DO1
The waveforms of the rectifying current ID1 flowing through the rectifying current ID1 and the rectifying current ID2 flowing through the rectifying diode DO2 are as shown in the figure. From these waveforms, it is understood that the rectifying diodes DO1 and DO2 are alternately turned on / off. .
【0023】なお、図8に示す電源回路として、上記図
11に示す動作を得るのにあたっては、次のように各部
を選定している。
一次巻線N1=30T
二次巻線N2=55T
三次巻線N3=三次巻線N3a+三次巻線N3b=6T+
6T
一次側直列共振コンデンサC1=0.15μF
一次側部分共振コンデンサCp=680pF
二次側部分電圧共振コンデンサ=4700pFIn order to obtain the operation shown in FIG. 11 as the power supply circuit shown in FIG. 8, each part is selected as follows. Primary winding N1 = 30T Secondary winding N2 = 55T Tertiary winding N3 = Tertiary winding N3a + Tertiary winding N3b = 6T +
6T Primary side series resonance capacitor C1 = 0.15 μF Primary side partial resonance capacitor Cp = 680 pF Secondary side partial voltage resonance capacitor = 4700 pF
【0024】ここで、図8に示した電源回路において
は、負荷側に対し、二次側直流出力電圧EO1に加え、こ
れよりも低電圧の二次側直流出力電圧EO2を別途出力す
るようにされている。そして、この二次側直流出力電圧
EO2としては、二次側直流出力電圧EO1を得ている二次
巻線N2に対し、三次巻線N3(三次巻線N3a、三次巻
線N3b)を内側に巻装することで得るようにされてい
る。Here, in the power supply circuit shown in FIG. 8, in addition to the secondary side DC output voltage EO1 to the load side, the secondary side DC output voltage EO2 lower than this is separately output. Has been done. As the secondary side DC output voltage EO2, the tertiary winding N3 (tertiary winding N3a, tertiary winding N3b) is placed inside the secondary winding N2 that obtains the secondary side DC output voltage EO1. It is designed to be obtained by winding it.
【0025】しかしながら、このように三次巻線N3が
二次巻線N2の内側に巻装されることにより、図8に示
す回路においては、最も内側に巻装されている三次巻線
N3aよりも、その外側に巻装される三次巻線N3bの方
が、二次巻線N2とのトランス結合が大きくなる。そし
て、これに伴っては、整流ダイオードDO1(三次巻線N
3a)に流れる整流電流ID1が、整流ダイオードDO2
(三次巻線N3b)に流れる整流電流ID2よりも大きく
なってしまう。実験によれば、図11に示すように整流
電流ID1のピークレベルが4.1Apとなるのに対し、
整流電流ID2は2.5Apとなる。However, since the tertiary winding N3 is wound inside the secondary winding N2 in this way, in the circuit shown in FIG. 8, the tertiary winding N3a is wound more than the innermost tertiary winding N3a. The tertiary winding N3b wound on the outer side has a larger transformer coupling with the secondary winding N2. Along with this, the rectifying diode DO1 (the tertiary winding N
The rectification current ID1 flowing in 3a) is the rectification diode DO2.
It becomes larger than the rectified current ID2 flowing through (the tertiary winding N3b). According to the experiment, the peak level of the rectified current ID1 becomes 4.1 Ap as shown in FIG.
The rectified current ID2 is 2.5 Ap.
【0026】このように三次巻線N3aと三次巻線N3b
とに流れる電流の大きさに差が生じることにより、整流
ダイオードDO1、整流ダイオードDO2における電力損失
には偏りが生じる。このため、図8の回路においては、
これら整流ダイオードDO1側における発熱が増加してし
まうこととなる。Thus, the tertiary winding N3a and the tertiary winding N3b
Due to the difference in the magnitude of the currents flowing between and, the power loss in the rectifying diode DO1 and the rectifying diode DO2 becomes uneven. Therefore, in the circuit of FIG.
Heat generation on the side of these rectifying diodes DO1 will increase.
【0027】また、上記のように三次巻線N3が二次巻
線N2の内側となるように巻装されていることにより、
整流電流ID1、及び整流電流ID2の波形としては図11
に示すように略矩形状となり、これら整流電流ID1、整
流電流ID2には、それぞれ整流ダイオードDO1、整流ダ
イオードDO2がターンオフする期間においてノイズが生
じることとなる。Further, since the tertiary winding N3 is wound inside the secondary winding N2 as described above,
The waveforms of the rectified current ID1 and the rectified current ID2 are shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the rectified current ID1 and the rectified current ID2 have noises during the turn-off period of the rectified diode DO1 and the rectified diode DO2, respectively.
【0028】さらに、上記のように整流電流ID1、及び
整流電流ID2のレベルに偏りが生じることにより、図8
の回路においては、二次側直流出力電圧EO1側の負荷変
動に対する二次側直流出力電圧EO2の変化が大きくなる
などし、次の図10にも示すようにクロスレギュレーシ
ョン特性の改善が図られないという問題が生じる。Further, as described above, since the levels of the rectified current ID1 and the rectified current ID2 are biased, the difference between the levels shown in FIG.
In the circuit of No. 2, since the change in the secondary side DC output voltage EO2 with respect to the load variation on the secondary side DC output voltage EO1 side becomes large, the cross regulation characteristic cannot be improved as shown in FIG. The problem arises.
【0029】図10は、図8の回路におけるクロスレギ
ュレーション特性を説明するための図である。なお、こ
の図では、二次側直流出力電圧EO2側の負荷電流IO2
(A)、及び二次側直流出力電圧EO1側の負荷電力Po
(W)のレベル変動に対する、二次側直流出力電圧EO2
(V)の変化特性を示している。この図に示すように、
図8の回路においては、負荷電力Poが0W、負荷電流
IO2が2Aのとき、二次側直流出力電圧EO2のレベル
が、EO2=7Vと最低となっている。一方、この二次側
直流出力電圧EO2は、負荷電力Poが100W、負荷電
流IO2が0Aのとき14.5Vで最高となる。従って、
図8に示した回路においては、負荷電力Poと負荷電流
IO2の変動に伴い、二次側直流出力電圧EO2が7V〜1
4.5Vまで変動してしまうものである。FIG. 10 is a diagram for explaining the cross regulation characteristic in the circuit of FIG. In this figure, the load current IO2 on the secondary side DC output voltage EO2 side is shown.
(A) and load power Po on the secondary side DC output voltage EO1 side
Secondary side DC output voltage EO2 against level fluctuation of (W)
The change characteristic of (V) is shown. As shown in this figure,
In the circuit of FIG. 8, when the load power Po is 0 W and the load current IO2 is 2 A, the level of the secondary side DC output voltage EO2 is EO2 = 7 V, which is the lowest level. On the other hand, the secondary side DC output voltage EO2 is highest at 14.5 V when the load power Po is 100 W and the load current IO2 is 0 A. Therefore,
In the circuit shown in FIG. 8, the secondary side DC output voltage EO2 is 7V to 1 due to the fluctuations of the load power Po and the load current IO2.
It changes to 4.5V.
【0030】ここで、図8の回路における二次側直流出
力電圧EO2のように、制御回路1に対して検出入力され
ない出力に対しては、従来よりこれを定電圧化するため
の手段として、いわゆる3端子シリーズレギュレータや
降圧コンバータ等のローカルレギュレータを構成するこ
とが行われていた。そして、図8の回路においてこのよ
うなローカルレギュレータを用いた場合を考えると、上
記のように二次側直流出力電圧EO2のレベル変動が大き
くなっていることにより、これらローカルレギュレータ
における制御範囲も大きくなってしまうことになる。す
なわち、図8の回路において、上記のようなローカルレ
ギュレータを用いた場合は、このローカルレギュレータ
における損失の低減が図られないという問題点があっ
た。Here, as for the output which is not detected and input to the control circuit 1 like the secondary side DC output voltage EO2 in the circuit of FIG. Local regulators such as so-called three-terminal series regulators and step-down converters have been constructed. Considering the case where such a local regulator is used in the circuit of FIG. 8, since the level fluctuation of the secondary side DC output voltage EO2 is large as described above, the control range of these local regulators is also large. Will be. That is, when the local regulator as described above is used in the circuit of FIG. 8, there is a problem that the loss in the local regulator cannot be reduced.
【0031】[0031]
【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、スイッチング電源回路として次のよう
に構成することとした。すなわち、先ず、入力された直
流入力電圧を断続するようにしてスイッチング動作を行
う電流共振形のスイッチング手段を備えたうえで、上記
スイッチング手段のスイッチング出力を一次側から二次
側に伝送するために設けられ、一次巻線、及び第1の二
次巻線、及びこの第1の二次巻線よりも巻線数の少ない
第2の二次巻線を備えると共に、磁脚にギャップを形成
していないE−E型コア又はU−U字型コアに対して、
一次側に上記一次巻線を巻装し、二次側に上記第1の二
次巻線の1/2を巻装した上で、その外側に上記第2の
二次巻線を巻装し、さらにその外側に上記第1の二次巻
線の1/2を巻装するようにされ、これら一次側の巻線
と二次側の巻線とが所要以上の結合係数による密結合の
状態となるようにして構成される絶縁コンバータトラン
スを備えるようにする。そして、少なくとも、上記絶縁
コンバータトランスの一次巻線の漏洩インダクタンス成
分と、上記一次巻線に直列接続された一次側直列共振コ
ンデンサのキャパシタンスとによって形成され、上記ス
イッチング手段の動作を電流共振形とする一次側直列共
振回路と、上記スイッチング手段を形成する複数のスイ
ッチング素子のうち、所定のスイッチング素子に対して
並列に接続される部分共振コンデンサのキャパシタンス
と、上記絶縁コンバータトランスの一次巻線の漏洩イン
ダクタンス成分によって形成され、上記スイッチング手
段を形成する複数のスイッチング素子のターンオフ期間
に電圧共振動作を行う一次側部分電圧共振回路とを備え
るようにし、さらに二次側には、上記絶縁コンバータト
ランスの第1の二次巻線の漏洩インダクタンス成分と、
この第1の二次巻線に対して並列に接続される二次側部
分電圧共振コンデンサのキャパシタンスとによって形成
される二次側部分電圧共振回路とを備えるようにする。
その上で、上記第1の二次巻線に得られる交番電圧を入
力して整流動作を行って、第1の直流出力電圧を生成す
るように構成された第1の直流出力電圧生成手段と、上
記第2の二次巻線に対してセンタータップを施して接地
した上で1組の整流ダイオードを備えることで、この第
2の二次巻線に得られる交番電圧を入力して両波整流動
作を行って、第2の直流出力電圧を生成するように構成
された第2の直流出力電圧生成手段とを備えるように
し、さらに、上記第1の直流出力電圧のレベルに応じ
て、上記スイッチング手段のスイッチング周波数を可変
することで、上記第1の直流出力電圧及び上記第2の直
流出力電圧に対する定電圧制御を行うように構成された
定電圧制御手段を備えることとした。In view of the above problems, the present invention has a switching power supply circuit configured as follows. That is, first, in order to transmit the switching output of the switching means from the primary side to the secondary side, the current resonance type switching means for performing the switching operation by intermittently connecting the input DC input voltage is provided. A primary winding, a first secondary winding, and a second secondary winding having a smaller number of windings than the first secondary winding, and forming a gap in the magnetic leg. For EE type cores or U-U type cores that are not
The primary winding is wound on the primary side, 1/2 of the first secondary winding is wound on the secondary side, and the second secondary winding is wound on the outer side. Further, 1/2 of the first secondary winding is wound on the outer side, and the primary winding and the secondary winding are tightly coupled with each other by a coupling coefficient higher than necessary. An insulating converter transformer configured as follows is provided. Then, at least the leakage inductance component of the primary winding of the insulating converter transformer and the capacitance of the primary side series resonance capacitor connected in series to the primary winding are formed, and the operation of the switching means is a current resonance type. The primary side series resonance circuit and the capacitance of a partial resonance capacitor connected in parallel to a predetermined switching element among a plurality of switching elements forming the switching means, and the leakage inductance of the primary winding of the insulating converter transformer. A primary side partial voltage resonance circuit that performs a voltage resonance operation during a turn-off period of a plurality of switching elements that form the switching means, and that further includes a first side of the isolation converter transformer on the secondary side. Secondary winding leakage inductor And vinegar component,
And a secondary side partial voltage resonance circuit formed by the capacitance of a secondary side partial voltage resonance capacitor connected in parallel to the first secondary winding.
Then, the alternating voltage obtained in the first secondary winding is input to perform a rectifying operation to generate a first DC output voltage, and a first DC output voltage generating means configured to generate a first DC output voltage. , The second secondary winding is center tapped and grounded, and then a pair of rectifying diodes is provided to input the alternating voltage obtained in the second secondary winding, A second direct current output voltage generating means configured to generate a second direct current output voltage by performing a rectifying operation, and further, according to the level of the first direct current output voltage, The constant frequency control means is configured to perform constant voltage control on the first DC output voltage and the second DC output voltage by changing the switching frequency of the switching means.
【0032】また、本発明では、スイッチング電源とし
て以下のようにも構成することとした。すなわち、入力
された直流入力電圧を断続するようにしてスイッチング
動作を行う電流共振形のスイッチング手段と、上記スイ
ッチング手段のスイッチング出力を一次側から二次側に
伝送するためのものであって、磁脚にギャップを形成し
ていないE−E型コア又はU−U字型コアに対して、一
次側に一次巻線を巻装し、二次側には、第1のタップ出
力端子と第2のタップ出力端子とを設けた上で、巻き始
め端から上記第1のタップ出力端子までの巻き数と、上
記第2のタップ出力端子から巻き終わり端までの巻き数
が同数となるようにされた二次巻線を巻装すると共に、
これら一次巻線と二次巻線とが所要以上の結合係数によ
る密結合の状態となるようにして構成される絶縁コンバ
ータトランスとを備えるようにする。そして、少なくと
も、上記絶縁コンバータトランスの一次巻線の漏洩イン
ダクタンス成分と、上記一次巻線に直列接続された一次
側直列共振コンデンサのキャパシタンスとによって形成
され、上記スイッチング手段の動作を電流共振形とする
一次側直列共振回路と、上記スイッチング手段を形成す
る複数のスイッチング素子のうち、所定のスイッチング
素子に対して並列に接続される部分共振コンデンサのキ
ャパシタンスと、上記絶縁コンバータトランスの一次巻
線の漏洩インダクタンス成分によって形成され、上記ス
イッチング手段を形成する複数のスイッチング素子のタ
ーンオフ期間に電圧共振動作を行う一次側部分電圧共振
回路と、さらに二次側には、上記絶縁コンバータトラン
スの二次巻線の漏洩インダクタンス成分と、この二次巻
線に対して並列に接続される二次側部分電圧共振コンデ
ンサのキャパシタンスとによって形成される二次側部分
電圧共振回路を備えるようにする。その上で、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
力して整流動作を行って、第1の直流出力電圧を生成す
るように構成された第1の直流出力電圧生成手段と、上
記二次巻線における上記第1のタップ出力端子と第2の
タップ出力端子間に対して、さらにセンタータップを設
けて接地すると共に1組の整流ダイオードを備えること
で、上記第1と第2のタップ出力端子間に得られる交番
電圧を入力して両波整流動作を行って、第2の直流出力
電圧を生成するように構成された第2の直流出力電圧生
成手段とを備え、さらに、上記第1の直流出力電圧のレ
ベルに応じて、上記スイッチング手段のスイッチング周
波数を可変することで、上記第1の直流出力電圧及び上
記第2の直流出力電圧に対する定電圧制御を行うように
構成された定電圧制御手段を備えるようにした。Further, in the present invention, the switching power supply is configured as follows. That is, a current resonance type switching means for performing a switching operation by interrupting an input DC input voltage, and a means for transmitting the switching output of the switching means from the primary side to the secondary side, A primary winding is wound around the primary side of the EE type core or the U-U type core having no gap formed in the legs, and the first tap output terminal and the second tap are provided on the secondary side. And the number of windings from the winding start end to the first tap output terminal is the same as the number of windings from the second tap output terminal to the winding end. With the secondary winding installed,
An insulating converter transformer configured such that the primary winding and the secondary winding are in a tightly coupled state with a coupling coefficient higher than a required value is provided. Then, at least the leakage inductance component of the primary winding of the insulating converter transformer and the capacitance of the primary side series resonance capacitor connected in series to the primary winding are formed, and the operation of the switching means is a current resonance type. The primary side series resonance circuit and the capacitance of a partial resonance capacitor connected in parallel to a predetermined switching element among a plurality of switching elements forming the switching means, and the leakage inductance of the primary winding of the insulating converter transformer. A partial voltage resonance circuit on the primary side that performs a voltage resonance operation during the turn-off period of a plurality of switching elements that form the switching means, and a leakage on the secondary winding of the insulation converter transformer on the secondary side. Inductance component and this secondary winding So as comprising a secondary side partial voltage resonant circuit formed by the capacitance of the secondary side partial voltage resonant capacitor connected in parallel to the. Then, a first DC output voltage generating means configured to input an alternating voltage obtained in the secondary winding of the insulating converter transformer to perform a rectifying operation to generate a first DC output voltage. A center tap is further provided between the first tap output terminal and the second tap output terminal in the secondary winding for grounding, and a pair of rectifying diodes is provided. A second direct current output voltage generating means configured to generate a second direct current output voltage by inputting an alternating voltage obtained between the second tap output terminals and performing a double wave rectification operation, Further, by varying the switching frequency of the switching means according to the level of the first DC output voltage, constant voltage control for the first DC output voltage and the second DC output voltage is performed. And to include a constant voltage control means constituted.
【0033】上記各構成によれば、第2の直流出力電圧
を得るための二次巻線は、巻き数が同数となるように分
けられた上記第1の二次巻線に挟み込まれるように巻装
されるか、或いは、二次巻線に対し、巻き始め端からの
巻き数と、巻き終わり端までの巻き数を同数とするよう
に設けられた第1のタップ出力端子及び第2のタップ出
力端子に仕切られた形で形成されるようになる。これに
より、第2の直流出力電圧を得るための二次巻線におい
ては、第1の二次巻線、或いは他の二次巻線部分からの
交番電圧がセンタータップを境に均等に励起されるよう
になり、これに伴い上記第2の直流出力電圧生成手段に
設けられるそれぞれの整流ダイオードに流れる電流レベ
ルも均等となるようにされる。According to each of the above configurations, the secondary winding for obtaining the second DC output voltage is sandwiched by the first secondary windings which are divided so that the number of turns is the same. The first tap output terminal and the second tap which are wound or provided so that the number of turns from the winding start end to the number of turns to the winding end end are the same for the secondary winding. The tap output terminal is formed in a partitioned form. As a result, in the secondary winding for obtaining the second DC output voltage, the alternating voltage from the first secondary winding or another secondary winding portion is uniformly excited with the center tap as a boundary. As a result, the levels of the currents flowing through the respective rectifying diodes provided in the second DC output voltage generating means are made equal.
【0034】[0034]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態とし
てのスイッチング電源回路の構成例を示している。この
図に示す電源回路は、一次側スイッチングコンバータと
して、自励式による電流共振形コンバータが備えられ
る。1 shows an example of the configuration of a switching power supply circuit as an embodiment of the present invention. The power supply circuit shown in this figure is provided with a self-excited current resonance type converter as a primary side switching converter.
【0035】この図に示す電源回路においては、先ず、
商用交流電源ACに対して、ブリッジ整流回路Di及び
1本の平滑コンデンサCiから成る全波整流平滑回路が
備えられる。そして、これらブリッジ整流回路Di及び
平滑コンデンサCiの全波整流動作によって、平滑コン
デンサCiの両端には整流平滑電圧Ei(直流入力電
圧)が得られることになる。この直流入力電圧Eiは、
交流入力電圧VACの等倍に対応したレベルとなる。In the power supply circuit shown in this figure, first,
A full-wave rectifying / smoothing circuit including a bridge rectifying circuit Di and one smoothing capacitor Ci is provided for the commercial AC power supply AC. The full-wave rectification operation of the bridge rectification circuit Di and the smoothing capacitor Ci results in the rectification smoothing voltage Ei (DC input voltage) across the smoothing capacitor Ci. This DC input voltage Ei is
The level corresponds to the same size as the AC input voltage VAC.
【0036】この図に示す電源回路のスイッチングコン
バータは電流共振形とされ、図のように2つのスイッチ
ング素子Q1,Q2をハーフブリッジ結合により接続して
いる。この場合、スイッチング素子Q1,Q2について
は、バイポーラトランジスタが選定されている。スイッ
チング素子Q1のベースに対しては、ベース電流制限抵
抗RB1−共振用コンデンサCB1−駆動巻線NB1を直列接
続して成る自励発振駆動回路が接続される。スイッチン
グ素子Q1のベース−エミッタ間には、ダンパーダイオ
ードDD1が図示する方向によって接続される。また、ス
イッチング素子Q1のコレクタ−ベース間には、起動時
の電流をベースに流すための起動抵抗Rs1が接続され
る。同様にして、スイッチング素子Q2のベースに対し
ては、ベース電流制限抵抗RB2−共振用コンデンサCB2
−駆動巻線NB2を直列接続して成る自励発振駆動回路が
接続される。また、ベース−エミッタ間には、ダンパー
ダイオードDD2が接続され、コレクタ−ベース間には起
動抵抗Rs2が接続される。The switching converter of the power supply circuit shown in this figure is of a current resonance type, and as shown in the figure, two switching elements Q1 and Q2 are connected by half bridge coupling. In this case, bipolar transistors are selected as the switching elements Q1 and Q2. The base of the switching element Q1 is connected to a self-excited oscillation drive circuit formed by series-connecting a base current limiting resistor RB1-resonance capacitor CB1-drive winding NB1. A damper diode DD1 is connected between the base and emitter of the switching element Q1 in the direction shown. A starting resistor Rs1 is connected between the collector and the base of the switching element Q1 to allow a current at the time of starting to flow to the base. Similarly, for the base of the switching element Q2, the base current limiting resistor RB2-resonance capacitor CB2
-A self-excited oscillation drive circuit formed by connecting drive windings NB2 in series is connected. A damper diode DD2 is connected between the base and the emitter, and a starting resistor Rs2 is connected between the collector and the base.
【0037】ここで、スイッチング素子Q1側の自励発
振駆動回路を形成する共振用コンデンサCB1のキャパシ
タンスと駆動巻線NB1のインダクタンスによっては直列
共振回路が形成される。同様にして、スイッチング素子
Q2側の自励発振駆動回路を形成する共振用コンデンサ
CB2のキャパシタンスと駆動巻線NB2のインダクタンス
によっても直列共振回路が形成される。そして、これら
直列共振回路の共振周波数によって決定されるスイッチ
ング周波数によって、スイッチング素子Q1,Q2が自励
式でスイッチング駆動されることになる。また、後述す
るように、ドライブトランスPRTにおいては、駆動巻
線NB1,NB2が互いに逆極性となる交番電圧が励起され
るようになっていることから、スイッチング素子Q1,
Q2は、交互にオン/オフするようにして、スイッチン
グ動作を行う。Here, a series resonance circuit is formed by the capacitance of the resonance capacitor CB1 forming the self-excited oscillation drive circuit on the side of the switching element Q1 and the inductance of the drive winding NB1. Similarly, a series resonance circuit is formed by the capacitance of the resonance capacitor CB2 forming the self-excited oscillation drive circuit on the switching element Q2 side and the inductance of the drive winding NB2. Then, the switching elements Q1 and Q2 are switching-driven by the self-exciting method at the switching frequency determined by the resonance frequency of these series resonant circuits. Further, as will be described later, in the drive transformer PRT, since the alternating voltages of which the drive windings NB1 and NB2 have opposite polarities are excited, the switching element Q1 and NB2 are excited.
Q2 performs switching operation by alternately turning on / off.
【0038】また、スイッチング素子Q2 のコレクタ−
エミッタ間に対しては、並列に部分共振コンデンサCp
が接続されている。この部分共振コンデンサCpのキャ
パシタンスと一次巻線N1のリーケージインダクタンス
成分L1によっては並列共振回路(部分電圧共振回路)
を形成する。そして、スイッチング素子Q1,Q2のター
ンオフ時にのみ電圧共振する、部分電圧共振動作が得ら
れるようになっている。Further, the collector of the switching element Q2
A partial resonance capacitor Cp is connected in parallel between the emitters.
Are connected. Depending on the capacitance of the partial resonance capacitor Cp and the leakage inductance component L1 of the primary winding N1, a parallel resonance circuit (partial voltage resonance circuit)
To form. Then, a partial voltage resonance operation is obtained in which the voltage resonates only when the switching elements Q1 and Q2 are turned off.
【0039】ドライブトランスPRT (Power Regulati
ng Transformer)はスイッチング素子Q1,Q2をスイッ
チング駆動すると共に、定電圧制御のためにスイッチン
グ周波数を可変制御するために備えられる。そして、こ
のドライブトランスPRTは、駆動巻線NB1,NB2及び
共振電流検出巻線NAを巻回するとともに、更にこれら
の各巻線に対して制御巻線Ncが直交する方向に巻回さ
れた可飽和リアクトルとされている。なお、駆動巻線N
B1と、駆動巻線NB2は、互いに逆極性の電圧が励起され
るようになっている。Drive Transformer PRT (Power Regulati
The ng transformer) is provided for switching-driving the switching elements Q1 and Q2 and for variably controlling the switching frequency for constant voltage control. The drive transformer PRT winds the drive windings NB1 and NB2 and the resonance current detection winding NA, and further, saturable by winding the control winding Nc in a direction orthogonal to each of these windings. It is said to be a reactor. The drive winding N
B1 and drive winding NB2 are adapted to excite voltages having opposite polarities.
【0040】絶縁コンバータトランスPIT (Power Is
olation Transformer)はスイッチング素子Q1 、Q2の
スイッチング出力を二次側に伝送する。この絶縁トラン
スPITの一次巻線N1の巻き終わり端は、共振電流検
出巻線NAを介して、スイッチング素子Q1のエミッタと
スイッチング素子Q2のコレクタとの接点(スイッチン
グ出力点)に接続されることで、スイッチング出力が得
られるようにされる。Insulation Converter Transformer PIT (Power Is
(Olation Transformer) transmits the switching outputs of the switching elements Q1 and Q2 to the secondary side. The winding end of the primary winding N1 of the insulating transformer PIT is connected to the contact (switching output point) between the emitter of the switching element Q1 and the collector of the switching element Q2 via the resonance current detection winding NA. , A switching output is obtained.
【0041】また、上記一次巻線N1の巻き始め端は、
直列共振コンデンサC1を介して一次側アースに接続さ
れている。そして、この直列共振コンデンサC1のキャ
パシタンスと、一次巻線N1を含む絶縁コンバータトラ
ンスPITのインダクタンス成分によって、一次側スイ
ッチングコンバータの動作を電流共振形とするための一
次側直列共振回路を形成している。このようにして、こ
の図に示す一次側スイッチングコンバータとしては、電
流共振形としての動作と、前述した部分電圧共振動作と
が複合的に得られていることになる。The winding start end of the primary winding N1 is
It is connected to the primary side ground via a series resonance capacitor C1. The capacitance of the series resonance capacitor C1 and the inductance component of the insulating converter transformer PIT including the primary winding N1 form a primary side series resonance circuit for making the operation of the primary side switching converter a current resonance type. . In this way, as the primary side switching converter shown in this figure, the current resonance type operation and the partial voltage resonance operation described above are obtained in a composite manner.
【0042】絶縁コンバータトランスPITの二次側に
は、二次巻線N2と、この二次巻線N2よりも巻き数(タ
ーン数)の少ない三次巻線N3が巻装される。この場
合、二次巻線N2は、図示するように三次巻線N3を挟み
込むようにして巻装される。また、上記三次巻線N3に
はセンタータップが施され、このセンタータップは二次
側アースに接地されている。なお、ここでは、説明の便
宜上、上記のように巻装された二次巻線N2の巻き始め
端側の巻線部分を「二次巻線N2a」、巻き終わり端側
の巻線部分を「二次巻線N2b」と呼ぶと共に、上記三
次巻線N3におけるセンタータップにより分けられた部
分について、その巻き始め端側の巻線部分を「三次巻線
N3a」、巻き終わり端側の巻線部分を「三次巻線N3
b」と呼ぶこととする。そして、この絶縁コンバータト
ランスPITにおいて、上記のように形成される各巻線
のターン数は、一次巻線N1=30T(ターン)、二次
巻線N2=55T、三次巻線N3=三次巻線N3a+三次
巻線N3b=6T+6Tとされる。A secondary winding N2 and a tertiary winding N3 having a smaller number of turns (number of turns) than the secondary winding N2 are wound around the secondary side of the insulating converter transformer PIT. In this case, the secondary winding N2 is wound so as to sandwich the tertiary winding N3 as shown in the drawing. The tertiary winding N3 is provided with a center tap, and this center tap is grounded to the secondary side ground. Here, for convenience of explanation, the winding portion on the winding start end side of the secondary winding N2 wound as described above is referred to as "secondary winding N2a", and the winding portion on the winding end end side is referred to as "secondary winding N2a". The secondary winding N2b "is called, and the winding portion on the winding start end side of the portion of the tertiary winding N3 divided by the center tap is" tertiary winding N3a "and the winding end portion side winding portion. "The tertiary winding N3
b ”. In this insulating converter transformer PIT, the number of turns of each winding formed as described above is as follows: primary winding N1 = 30T (turn), secondary winding N2 = 55T, tertiary winding N3 = tertiary winding N3a + The tertiary winding N3b = 6T + 6T.
【0043】本実施の形態において、絶縁コンバータト
ランスPITは、例えば図2、及び図3に示す構造を有
している。図2は一対のE型コアを用いた構造例であ
る。この場合の絶縁コンバータトランスPITのコアと
しては、フェライト材によるE型コアCR1、CR2を
互いの磁脚が対向するように組み合わせたE−E型コア
が備えられる。そして、一次側と二次側の巻装領域が互
いに独立するようにして分割された上で一体化されたボ
ビンBに対して、一次側の巻装領域に一次巻線N1、二
次側の巻装領域に対しては二次巻線N2、及び三次巻線
N3を巻装する。本実施の形態の場合、上記二次側の巻
装領域に対しては、先ず、最も内側に対して、二次巻線
N2bとして二次巻線N2を巻き線数1/2だけ巻装した
上で、その外側に三次巻線N3a、N3bの順となるよう
三次巻線N3を巻装し、さらに、その外側に上記二次巻
線N2の残りの1/2(二次巻線N2a)を巻装するよう
にされる。そして、上記コアの中央磁脚に対しては、図
のようにギャップGを形成しないようにしている。これ
によって、結合係数kとしては、例えばk≒0.95程
度の密結合の状態を得るようにしている。In the present embodiment, the insulating converter transformer PIT has the structure shown in FIGS. 2 and 3, for example. FIG. 2 is a structural example using a pair of E-shaped cores. The core of the insulating converter transformer PIT in this case is an EE type core in which E type cores CR1 and CR2 made of a ferrite material are combined so that their magnetic legs face each other. Then, for the bobbin B which is divided so that the winding areas on the primary side and the secondary side are independent of each other and is integrated, the winding area on the primary side has the primary winding N1 and the winding area on the secondary side. A secondary winding N2 and a tertiary winding N3 are wound around the winding region. In the case of the present embodiment, with respect to the winding region on the secondary side, first, the secondary winding N2 is wound as the secondary winding N2b on the innermost side by half the number of windings. The tertiary winding N3a is wound on the outer side of the secondary winding N3b in this order, and the other half of the secondary winding N2 is wound on the outer side of the tertiary winding N3 (secondary winding N2a). Will be wrapped around. The gap G is not formed in the central magnetic leg of the core as shown in the figure. As a result, the coupling coefficient k is set to a tightly coupled state of, for example, k≈0.95.
【0044】図3は一対のU型コアを用いた構造例であ
る。この場合、絶縁コンバータトランスPITでは、そ
のコアとして、図3に示すように、それぞれ2本の磁脚
を有するU型コアCR11、CR12が組み合わされ、
U−U型コアを形成するようにされる。さらに、このよ
うにして形成されるU−U型コアの一方の磁脚に対して
は、一次側に一次巻線N1、二次側に二次巻線N2と三次
巻線N3とを図2の場合と同様に巻装したボビンBが取
り付けられる。また、この場合も、上記のように形成さ
れるU−U型コアの中央磁脚に対し、ギャップを形成し
ないようにし、例えば結合係数k≒0.95程度の密結
合の状態を得るようにしている。FIG. 3 shows an example of a structure using a pair of U-shaped cores. In this case, in the insulating converter transformer PIT, as its core, as shown in FIG. 3, U-shaped cores CR11 and CR12 each having two magnetic legs are combined,
It is adapted to form a U-U type core. Further, with respect to one of the magnetic legs of the U-U type core thus formed, the primary winding N1 is provided on the primary side, and the secondary winding N2 and the tertiary winding N3 are provided on the secondary side. The wound bobbin B is attached in the same manner as in the above case. Also in this case, a gap is not formed in the central magnetic leg of the U-U type core formed as described above, and for example, a tight coupling state with a coupling coefficient k≈0.95 is obtained. ing.
【0045】本実施の形態の電源回路において、このよ
うにしてギャップを形成しないようにしても絶縁コンバ
ータトランスPITが磁気飽和しないのは、一次巻線N
1、及び二次巻線N2をそれぞれ上記したような巻き線数
として、一次巻線N1に対する二次巻線N2の巻き線数を
従来よりも増加させたことで、フェライト磁芯の磁束密
度を低下させたことによる。In the power supply circuit of the present embodiment, the insulating converter transformer PIT is not magnetically saturated even if the gap is not formed in this manner because the primary winding N
The magnetic flux density of the ferrite core is increased by increasing the number of windings of the secondary winding N2 with respect to the primary winding N1 by setting the number of windings as described above for the primary winding N2 and the secondary winding N2, respectively. Because it lowered.
【0046】この電源回路の二次側において、二次巻線
N2に対しては、図示するように二次側部分電圧共振コ
ンデンサC2が並列に接続される。そして、この二次部
分電圧共振コンデンサC2のキャパシタンスと、二次巻
線N2のリーケージインダクタンスL2とによっては、二
次側部分電圧共振回路が形成される。このため、絶縁コ
ンバータトランスPITの二次巻線N2に交番電圧が励
起されることによっては、二次側においても電圧(部分
電圧)共振動作が得られることになる。つまり、図1に
示す電源回路は、電流共振形コンバータとして、一次側
では電流共振動作及び部分電圧共振動作が得られると共
に、二次側においては部分電圧共振動作が得られるよう
に構成されていることになる。On the secondary side of this power supply circuit, a secondary side partial voltage resonance capacitor C2 is connected in parallel with the secondary winding N2 as shown in the figure. A secondary side partial voltage resonance circuit is formed by the capacitance of the secondary partial voltage resonance capacitor C2 and the leakage inductance L2 of the secondary winding N2. Therefore, when an alternating voltage is excited in the secondary winding N2 of the insulating converter transformer PIT, a voltage (partial voltage) resonance operation is obtained on the secondary side as well. That is, the power supply circuit shown in FIG. 1 is configured as a current resonance type converter so that the current resonance operation and the partial voltage resonance operation are obtained on the primary side and the partial voltage resonance operation is obtained on the secondary side. It will be.
【0047】なお、このように二次側にも共振動作が得
られるようにしたことで、この図に示す回路において
は、上記のようにギャップをゼロとした場合に生じると
される中間負荷時における異常発振を防止することがで
きるようにしている。Since the resonance operation is also obtained on the secondary side as described above, in the circuit shown in this figure, at the time of an intermediate load, which occurs when the gap is zero as described above. It is possible to prevent abnormal oscillation in.
【0048】また、二次巻線N2に対しては、図示する
ようにしてブリッジ整流回路DBR及び平滑コンデンサC
O1が接続されることで、全波整流動作によって、平滑コ
ンデンサCO1の両端に二次側直流出力電圧EO1が得られ
るようになっている。また、三次巻線N3に対しては、
三次巻線N3a側の端部に整流ダイオードDO1のアノー
ドが、三次巻線N3b側の端部に整流ダイオードDO2の
アノードがそれぞれ接続される。そして、これら整流ダ
イオードDO1,DO2の各カソード端は、それぞれ平滑コ
ンデンサCO2の正極端子に接続されており、これにより
両波整流回路が形成され、上記平滑コンデンサCO2の両
端には直流出力電圧EO1よりも低圧の二次側直流出力電
圧EO2が得られるようになる。これら二次側直流出力電
圧EO1,EO2は、それぞれ図示しない負荷に対して供給
される。また、二次側直流出力電圧EO1は、制御回路1
のための検出電圧としても分岐して入力される。For the secondary winding N2, a bridge rectifier circuit DBR and a smoothing capacitor C are provided as shown in the figure.
By connecting O1, the secondary side DC output voltage EO1 is obtained across the smoothing capacitor CO1 by the full-wave rectification operation. For the tertiary winding N3,
The anode of the rectifying diode D01 is connected to the end of the tertiary winding N3a side, and the anode of the rectifying diode D02 is connected to the end of the tertiary winding N3b side. The cathode terminals of these rectifying diodes DO1 and DO2 are connected to the positive terminal of the smoothing capacitor CO2, thereby forming a double-wave rectifying circuit, and the DC output voltage EO1 is applied across the smoothing capacitor CO2. Also, a low-voltage secondary side DC output voltage EO2 can be obtained. These secondary side DC output voltages EO1 and EO2 are supplied to loads not shown. In addition, the secondary side DC output voltage EO1 is
Is also branched and input as a detection voltage for.
【0049】制御回路1では、二次側直流出力電圧EO1
のレベル変化に応じて、制御巻線NCに流す制御電流
(直流電流)レベルを可変することで、直交形制御トラ
ンスPRTに巻装された駆動巻線NBのインダクタンス
LBを可変制御する。これにより、駆動巻線NBのインダ
クタンスLBを含んで形成されるメインスイッチング素
子Q1のための自励発振駆動回路内における直列共振回
路の共振条件が変化する。これは、メインスイッチング
素子Q1のスイッチング周波数を可変する動作となり、
この動作によって二次側の直流出力電圧(EO1、EO2)
を安定化する。In the control circuit 1, the secondary side DC output voltage EO1
By varying the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC in accordance with the level change of the control winding NC, the inductance LB of the drive winding NB wound around the orthogonal control transformer PRT is variably controlled. As a result, the resonance condition of the series resonance circuit in the self-excited oscillation drive circuit for the main switching element Q1 formed including the inductance LB of the drive winding NB changes. This is an operation to change the switching frequency of the main switching element Q1,
By this operation, the secondary side DC output voltage (EO1, EO2)
Stabilize.
【0050】図6は、本実施の形態の電源回路における
要部の動作をスイッチング周期により示す波形図であ
る。なお、この図に示す動作波形は、交流入力電圧VAC
=100V系で、負荷電力Po=125Wの条件のもと
での測定結果を示している。この図において、スイッチ
ング素子Q2は、期間TONにおいてオンとなり、期間TO
FFにおいてオフとなるようにスイッチング動作を行う。
そして、スイッチング素子Q2に流れるスイッチング電
流IQ2は、図示するようにして、期間TOFFにおいては
0レベルで、期間TONにおいては、先ず、開始時におい
てダンパーダイオードDD2からスイッチング素子Q2の
ベース→コレクタを介して負極正方向にダンパー電流が
流れ、この後、コレクタ−エミッタを介して流れる波形
となる。FIG. 6 is a waveform diagram showing the operation of the main part in the power supply circuit of the present embodiment by the switching cycle. The operation waveform shown in this figure is the AC input voltage VAC
= 100V system, the measurement result is shown under the condition of load power Po = 125W. In this figure, the switching element Q2 is turned on during the period TON and the period TO
Switching operation is performed so that it is turned off in FF.
As shown in the figure, the switching current IQ2 flowing through the switching element Q2 is 0 level in the period TOFF, and in the period TON, first, at the start, from the damper diode DD2 through the base → collector of the switching element Q2. A damper current flows in the positive direction of the negative electrode, and then has a waveform flowing through the collector-emitter.
【0051】また、スイッチング素子Q2のコレクタ−
エミッタ間電圧VQ2は、期間TOFFにおいては整流平滑
電圧Ei(直流入力電圧)のレベルでクランプされたパ
ルスとなり、期間TONにおいては、0レベルとなる波形
が得られる。なお、スイッチング素子Q1は、スイッチ
ング素子Q2に対して交互にオン/オフするタイミング
でスイッチングしている。従って、スイッチング素子Q
1のスイッチング電流及びコレクタ−エミッタ間電圧と
しては、上記スイッチング電流IQ2及びコレクタ−エミ
ッタ間電圧VQ2と同じ波形形状とされたうえで、ほぼ1
80°移相されたものとなる。Further, the collector of the switching element Q2
The emitter-to-emitter voltage VQ2 becomes a pulse clamped at the level of the rectified and smoothed voltage Ei (DC input voltage) in the period TOFF, and has a waveform of 0 level in the period TON. The switching element Q1 is switched with respect to the switching element Q2 at the timing of being alternately turned on / off. Therefore, the switching element Q
The switching current and the collector-emitter voltage of 1 have substantially the same waveform shapes as the switching current IQ2 and the collector-emitter voltage VQ2.
The phase is shifted by 80 °.
【0052】そして、この図においては一次巻線N1に
スイッチング出力として流れる一次巻線電流I1が示さ
れている。この一次巻線電流I1は、スイッチング素子
Q1,Q2のスイッチング動作に応じて、一次側直列共振
回路(C1−N1)の直列共振回路の共振動作によって得
られる共振電流である。そして、この一次巻線電流I1
は、スイッチング素子Q1がオフでスイッチング素子Q2
がオンとなる期間TONにおいては、スイッチング素子Q
2のスイッチング電流IQ2としてスイッチング素子Q2に
流れることになる。また、スイッチング素子Q2がオフ
でスイッチング素子Q1がオンとなる期間TOFFにおいて
は、スイッチング素子Q1のスイッチング電流としてス
イッチング素子Q1に流れることになる。The primary winding current I1 flowing through the primary winding N1 as a switching output is shown in this figure. The primary winding current I1 is a resonance current obtained by the resonance operation of the series resonance circuit of the primary side series resonance circuit (C1-N1) according to the switching operation of the switching elements Q1 and Q2. Then, this primary winding current I1
The switching element Q1 is off and the switching element Q2 is
During the period TON when the switching element is turned on, the switching element Q
The second switching current IQ2 flows through the switching element Q2. Further, during the period TOFF in which the switching element Q2 is off and the switching element Q1 is on, the switching current of the switching element Q1 flows to the switching element Q1.
【0053】このようにして一次巻線電流I1が流れる
ことにより、この電源回路の二次側においては、三次巻
線N3に生じる電圧V3として、図示するようにこの一次
巻線電流I1に対応した周期の波形が得られるようにな
る。そして、この電圧V3としては、その絶対値レベル
が二次側直流出力電圧EO2のレベルでクランプされた波
形が得られる。また、この電源回路の二次側において、
整流ダイオードDO1に流れる整流電流ID1、及び整流ダ
イオードDO2に流れる整流電流ID2の波形は図示するよ
うになり、これらの波形より、整流ダイオードDO1、D
O2はそれぞれ交互にオン/オフするようにされているこ
とがわかる。As the primary winding current I1 thus flows, the voltage V3 generated in the tertiary winding N3 on the secondary side of the power supply circuit corresponds to the primary winding current I1 as shown in the figure. A periodic waveform can be obtained. Then, as the voltage V3, a waveform whose absolute value level is clamped at the level of the secondary side DC output voltage EO2 is obtained. Also, on the secondary side of this power circuit,
The waveforms of the rectifying current ID1 flowing through the rectifying diode DO1 and the rectifying current ID2 flowing through the rectifying diode DO2 are as shown in the figure. From these waveforms, the rectifying diodes DO1, D
It can be seen that O2 is turned on / off alternately.
【0054】なお、図1に示す電源回路として、上記図
6に示す動作を得るのにあたっては、次のように各部を
選定している。
一次巻線N1=30T
二次巻線N2=55T
三次巻線N3=三次巻線N3a+三次巻線N3b=6T+
6T
一次側直列共振コンデンサC1=0.15μF
一次側部分共振コンデンサCp=680pF
二次側部分電圧共振コンデンサ=4700pFIn order to obtain the operation shown in FIG. 6 as the power supply circuit shown in FIG. 1, each part is selected as follows. Primary winding N1 = 30T Secondary winding N2 = 55T Tertiary winding N3 = Tertiary winding N3a + Tertiary winding N3b = 6T +
6T Primary side series resonance capacitor C1 = 0.15 μF Primary side partial resonance capacitor Cp = 680 pF Secondary side partial voltage resonance capacitor = 4700 pF
【0055】ここで、上述もしたように本実施の形態の
電源回路では、絶縁コンバータトランスPITにおける
二次側巻装領域に対して、先ず最も内側に、二次巻線N
2bとして二次巻線N2を巻き線数1/2だけ巻装し、さ
らに、その外側に、三次巻線N3a、N3bの順となるよ
う三次巻線N3を巻装するようにされる。そしてその上
で、その外側に二次巻線N2の残りの1/2を二次巻線
N2aとして巻装するようにされる。これにより、本実
施の形態の電源回路においては、三次巻線N3aと二次
巻線N2aとのトランス結合と、三次巻線N3bと二次巻
線N2bとのトランス結合が同等となるようにされてい
る。Here, as described above, in the power supply circuit of the present embodiment, the secondary winding N is first on the innermost side of the secondary winding region of the insulating converter transformer PIT.
As the secondary winding 2b, the secondary winding N2 is wound by half the number of windings, and the tertiary windings N3a and N3b are wound on the outer side of the secondary winding N3 in this order. Then, the remaining 1/2 of the secondary winding N2 is wound on the outer side thereof as the secondary winding N2a. As a result, in the power supply circuit of the present embodiment, the transformer coupling between the tertiary winding N3a and the secondary winding N2a and the transformer coupling between the tertiary winding N3b and the secondary winding N2b are made equal. ing.
【0056】これにより、これら三次巻線N3a、三次
巻線N3bのそれぞれに接続される整流ダイオードDO
1、整流ダイオードDO2には、それぞれ均等なレベルの
電流が流れるようになる。すなわち、これら整流ダイオ
ードDO1及びDO2のそれぞれに流れる整流電流ID1、I
D2のレベルは、図6に示すように、それぞれ3.3Ap
と等しくなるものである。そして、このように整流電流
IID1、ID2として同等のレベルの電流が流れるように
なることによっては、次の図7に示すように、二次側直
流出力電圧EO2に対するクロスレギュレーション特性が
改善されるようになる。As a result, the rectifying diodes Do connected to the tertiary winding N3a and the tertiary winding N3b, respectively.
1. Currents of uniform level flow through the rectifier diode D02. That is, the rectified currents ID1, I2 flowing through the rectifier diodes DO1, DO2,
As shown in FIG. 6, the level of D2 is 3.3 Ap each.
Is equal to. Then, as the rectified currents IID1 and ID2 have the same level of current, the cross regulation characteristic for the secondary side DC output voltage EO2 is improved as shown in FIG. become.
【0057】図7は、本実施の形態の電源回路における
クロスレギュレーション特性を説明するための図であ
る。なお、この図では、二次側直流出力電圧EO2側の負
荷電流IO2(A)、及び二次側直流出力電圧EO1側の負
荷電力Po(W)のレベル変動に対する、二次側直流出
力電圧EO2(V)の変化特性を示している。この図に示
すように、本実施の形態の電源回路においては、負荷電
力Poが0W、負荷電流IO2が2Aのとき、二次側直流
出力電圧EO2のレベルは10Vで最低となる。一方、こ
の二次側直流出力電圧EO2は、負荷電力Poが100
W、負荷電流IO2が0Aのとき14.5Vで最高とな
る。従って、本実施の形態の電源回路において、負荷電
力Poと負荷電流IO2の変動に対する二次側直流出力電
圧EO2の変動幅は、10V〜14.5Vとなる。FIG. 7 is a diagram for explaining the cross regulation characteristic in the power supply circuit of the present embodiment. In this figure, the secondary side DC output voltage EO2 with respect to the level fluctuations of the load current IO2 (A) on the secondary side DC output voltage EO2 side and the load power Po (W) on the secondary side DC output voltage EO1 side. The change characteristic of (V) is shown. As shown in this figure, in the power supply circuit of the present embodiment, when the load power Po is 0 W and the load current IO2 is 2 A, the level of the secondary side DC output voltage EO2 is 10 V, which is the lowest level. On the other hand, this secondary side DC output voltage EO2 has a load power Po of 100
When the load current IO2 is W and the load current IO2 is 0A, the maximum value is 14.5V. Therefore, in the power supply circuit of the present embodiment, the fluctuation range of the secondary side DC output voltage EO2 with respect to the fluctuations of the load power Po and the load current IO2 is 10V to 14.5V.
【0058】これに対し、図10に示したように、図8
に先行技術として示した回路の場合、同条件下における
二次側直流出力電圧EO2の変動幅は7.0V〜14.5
Vであった。すなわち、本実施の形態の電源回路におい
ては、二次側直流出力電圧EO2の変動幅が、図8の回路
の場合と比べて3.0V程度縮小されるようになり、そ
の分クロスレギュレーション特性の改善が図られている
ものである。On the other hand, as shown in FIG.
In the case of the circuit shown in the prior art, the fluctuation range of the secondary side DC output voltage EO2 under the same condition is from 7.0V to 14.5.
It was V. That is, in the power supply circuit of the present embodiment, the fluctuation range of the secondary side DC output voltage EO2 is reduced by about 3.0 V as compared with the case of the circuit of FIG. 8, and the cross regulation characteristic is reduced accordingly. Improvements are being made.
【0059】ここで、本実施の形態の電源回路における
二次側直流出力電圧EO2のように、制御回路1に対して
検出入力されない出力に対しては、従来よりこれを定電
圧化するための手段として、いわゆる3端子シリーズレ
ギュレータや降圧コンバータ等のローカルレギュレータ
を構成することが行われていた。そして、二次側直流出
力電圧EO2に対してこのようなローカルレギュレータを
用いた場合を考えると、本実施の形態の電源回路におい
ては、上記のように直流出力電圧EO2の変動幅が縮小さ
れることにより、図8の回路の場合と比較してこれらロ
ーカルレギュレータにおける制御範囲も縮小されるよう
になる。すなわち、本実施の形態の電源回路において、
このように二次側直流出力電圧EO2に対してローカルレ
ギュレータを用いた場合は、このローカルレギュレータ
における損失の低減が図られるようになる。Here, for the output which is not detected and input to the control circuit 1 such as the secondary side DC output voltage EO2 in the power supply circuit of the present embodiment, this is conventionally made to be a constant voltage. As a means, a local regulator such as a so-called three-terminal series regulator or a step-down converter has been configured. Considering the case where such a local regulator is used for the secondary side DC output voltage EO2, in the power supply circuit of the present embodiment, the fluctuation width of the DC output voltage EO2 is reduced as described above. As a result, the control range of these local regulators is also reduced as compared with the case of the circuit of FIG. That is, in the power supply circuit of the present embodiment,
As described above, when the local regulator is used for the secondary side DC output voltage EO2, the loss in the local regulator can be reduced.
【0060】また、上記のようにして整流ダイオードD
O1、DO2のそれぞれに流れる整流電流ID1、ID2とし
て、均等なレベルの電流が流れるなになることによって
は、整流ダイオードDO1、DO2の双方における電力損失
も均等となり、また、双方の発熱量も同等となる。Further, as described above, the rectifying diode D
As the rectified currents ID1 and ID2 flowing through O1 and DO2, respectively, the currents of equal level do not flow, so that the power loss in both the rectifier diodes DO1 and DO2 becomes equal, and the heat generation amounts of both are also equal. Becomes
【0061】また、上記したように、三次巻線N3aと
二次巻線N2aとのトランス結合、及び三次巻線N3bと
二次巻線N2bとのトランス結合が同等となることによ
り、整流電流ID1、及び整流電流ID2としては、図6に
示すように正弦波状の波形が得られるようになる。ま
た、この図6と、図8の回路の波形図である図11とを
比較してわかるように、本実施の形態の電源回路では、
整流電流ID1、及びID2において、整流ダイオードDO
1、DO2がそれぞれターンオフする期間に発生していた
ノイズレベルが抑制されるようになる。これは、上記の
ように整流電流ID1、及び整流電流ID2が正弦波状の波
形となることにより、図のようにそれぞれ順方向電圧降
下と逆回復時間による電力損失が均等となったことによ
るものである。Further, as described above, the transformer coupling between the tertiary winding N3a and the secondary winding N2a and the transformer coupling between the tertiary winding N3b and the secondary winding N2b become equal, so that the rectified current ID1 , And the rectified current ID2, a sinusoidal waveform is obtained as shown in FIG. Further, as can be seen by comparing FIG. 6 with FIG. 11, which is a waveform diagram of the circuit of FIG. 8, in the power supply circuit of the present embodiment,
At the rectified currents ID1 and ID2, the rectified diode D0
The noise level generated during the turn-off period of 1 and D02 is suppressed. This is because the rectified current ID1 and the rectified current ID2 have sinusoidal waveforms as described above, so that the power loss due to the forward voltage drop and the reverse recovery time becomes equal as shown in the figure. is there.
【0062】ここで、図1に示した電源回路の回路構成
についての変形例として、二次側の構成を図4に示して
おく。なお、この図4において、図1で既に説明した部
分については省略して示している。図4に示す構成にお
いては、絶縁コンバータトランスPITの二次側に設け
られる各巻線について、図1の構成では二次巻線N2と
三次巻線N3とを別巻線で構成していたものを、二次巻
線N2の1巻線のみで構成するようにしたものである。
すなわち、先ず二次巻線N2に対して、図のようにタッ
プ出力端子を2つ設けるようにし、これらタップ出力端
子で仕切られた巻線部分にさらにセンタータップを施す
ようにする。その上で、このようにタップ出力端子で仕
切られた巻線部分に対して整流ダイオードDO1及びDO
2、平滑コンデンサCO2による両波整流平滑回路を設け
るようにし、これにより二次側直流出力電圧EO2を得る
ようにする。さらに、二次側直流出力電圧EO1について
は、上記二次巻線N2の全体に対し、整流ダイオードDO
3、整流ダイオードDO4、平滑コンデンサCO1による両
波整流回路を設けることで得るようにするものである。Here, as a modification of the circuit configuration of the power supply circuit shown in FIG. 1, the configuration on the secondary side is shown in FIG. In FIG. 4, the parts already described in FIG. 1 are omitted. In the configuration shown in FIG. 4, for each winding provided on the secondary side of the insulating converter transformer PIT, in the configuration of FIG. 1, the secondary winding N2 and the tertiary winding N3 are configured as separate windings. The secondary winding N2 is constituted by only one winding.
That is, first, the secondary winding N2 is provided with two tap output terminals as shown in the figure, and the winding part partitioned by these tap output terminals is further center-tapped. Then, the rectifying diodes DO1 and DO are connected to the winding part partitioned by the tap output terminal in this way.
2. A double-wave rectifying / smoothing circuit using a smoothing capacitor CO2 is provided to obtain the secondary side DC output voltage EO2. Further, regarding the secondary side DC output voltage EO1, the rectifier diode DO is applied to the entire secondary winding N2.
3, a double-wave rectification circuit including a rectification diode D04 and a smoothing capacitor C01 is provided.
【0063】この図4の構成において、上記二次巻線N
2の巻き始め端からこの巻き始め端寄りに設けられたタ
ップ出力端子までの巻線部分を「二次巻線N2a」、この
タップから上記したセンタータップまでを「二次巻線N
3a」、センタータップから巻き終わり端寄りに設けられ
たタップ出力端子までを「二次巻線N3b」、このタッ
プから巻き終わり端までを「二次巻線N2b」とした場
合、これら各巻線の巻き線数は図1の場合と同等となる
ようにされる。In the structure of FIG. 4, the secondary winding N
The winding part from the winding start end of 2 to the tap output terminal provided near this winding start end is the "secondary winding N2a", and from this tap to the center tap is the "secondary winding N2a".
3a ", when the center tap to the tap output terminal provided near the end of winding is" secondary winding N3b ", and from this tap to the end of winding" secondary winding N2b ", The number of windings is made equal to that in the case of FIG.
【0064】また、この場合の絶縁コンバータトランス
PITの構造断面図を図5に示すが、この変形例の場合
においても、図示するようにコアの磁脚にギャップを形
成しないようにし、これにより一次側と二次側との結合
係数についてk=0.95程度の密結合の状態を得るよ
うにされる。さらに、この場合の絶縁コンバータトラン
スPITにおいては、図1の場合と同様にして、二次側
の巻装領域に対し、図のように内側から二次巻線N2a
→N3a→N3b→N2bの順となるように二次巻線N2が
巻装される。なお、この図ではE−E型コアを用いる場
合のみが示されているが、この図4の構成においても、
先に図3で示したようなU−U型コアを用いることも可
能である。Further, FIG. 5 shows a structural sectional view of the insulating converter transformer PIT in this case. In this modified example also, as shown in the drawing, no gap is formed in the magnetic leg of the core, so that the primary The tight coupling state of about k = 0.95 is obtained for the coupling coefficient between the side and the secondary side. Further, in the insulating converter transformer PIT in this case, as in the case of FIG. 1, with respect to the winding region on the secondary side, from the inside to the secondary winding N2a as shown in the figure.
The secondary winding N2 is wound in the order of → N3a → N3b → N2b. Although only the case of using the EE type core is shown in this figure, the configuration of FIG.
It is also possible to use a UU type core as shown in FIG.
【0065】本発明のスイッチング電源回路として、こ
の図4に示したような構成を採用することによっても、
上記二次巻線N3aと二次巻線N2aとのトランス結合
と、二次巻線N3bと二次巻線N2bのトランス結合とを
同等とすることが可能となる。すなわち、この図4の構
成においても、図1と同等の動作、及び同等の効果が得
られるようになるものである。By adopting the configuration shown in FIG. 4 as the switching power supply circuit of the present invention,
It is possible to equalize the transformer coupling between the secondary winding N3a and the secondary winding N2a and the transformer coupling between the secondary winding N3b and the secondary winding N2b. That is, also in the configuration of FIG. 4, the same operation and effect as in FIG. 1 can be obtained.
【0066】なお、本発明としてのスイッチング電源回
路としては、これまで説明した各実施の形態としての構
成に限定されるものではなく、例えば、要部の部品素子
の定数などは適宜、各種条件に応じて適切な値に変更さ
れればよい。例えば、一次側スイッチングコンバータに
用いられるスイッチング素子としては、図1に示したバ
イポーラトランジスタのほか、MOS−FETやIGB
Tなどが採用されて構わない。また、MOS−FETや
IGBTなどが採用される際には、他励式により駆動す
る構成とされてもよいものである。The switching power supply circuit according to the present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above, and, for example, the constants of the component elements of the main part can be appropriately set under various conditions. It may be changed to an appropriate value depending on the situation. For example, as the switching element used in the primary side switching converter, in addition to the bipolar transistor shown in FIG.
T or the like may be adopted. Further, when a MOS-FET, an IGBT or the like is adopted, it may be configured to be driven by a separately excited type.
【0067】また、本実施の形態では、二次側の低電圧
直流出力電圧として、二次側直流出力電圧EO2のみを出
力する場合の構成を例として挙げたが、本発明として
は、この低電圧の出力電圧として、複数系統の直流電圧
を出力するように構成されても構わないものである。Further, in the present embodiment, the configuration in which only the secondary side DC output voltage EO2 is output as the secondary side low voltage DC output voltage is taken as an example. The output voltage of the voltage may be configured to output DC voltages of a plurality of systems.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、その
基本構成として、一次側においては、電流共振形コンバ
ータに部分電圧共振回路を組み合わせるようにし、ま
た、二次側に対しては二次側部分電圧共振回路を構成し
ている。そして、絶縁コンバータトランスについては、
一次巻線と二次巻線を所要の巻数により巻装した上で、
コアの磁脚にギャップを形成しないようにし、一次側と
二次側とが密結合の状態となるようにしている。そし
て、このような基本構成であれば、ギャップを形成する
共振形コンバータを構成する場合と比較して大幅に電力
変換効率が向上されることになる。As described above, according to the present invention, as a basic configuration, a partial voltage resonance circuit is combined with a current resonance type converter on the primary side, and a secondary voltage is used on the secondary side. It constitutes a side partial voltage resonance circuit. And for the isolated converter transformer,
After winding the primary winding and the secondary winding by the required number of turns,
A gap is not formed in the magnetic leg of the core so that the primary side and the secondary side are tightly coupled. Then, with such a basic configuration, the power conversion efficiency is significantly improved as compared with the case of configuring a resonant converter that forms a gap.
【0069】その上で、本発明では、第2の直流出力電
圧を得るための二次巻線(N3a、N3b)を、巻き数が
同数となるように分けた第1の二次巻線(N2a、N2
b)により挟み込むように巻装する。或いは、二次巻線
(N2)に対し、巻き始め端からの巻き数と、巻き終わ
り端までの巻き数とを同数にするように設けた第1のタ
ップ出力端子及び第2のタップ出力端子で仕切ることに
より形成するようにしている。これにより、第2の直流
出力電圧を得るための二次巻線における巻線N3aと第
1の二次巻線における巻線N2aとのトランス結合、及
び第2の直流出力電圧を得るための二次巻線における巻
線N3bと第1の二次巻線における巻線N2bとのトラン
ス結合を同等とすることができるようになる。Further, in the present invention, the secondary windings (N3a, N3b) for obtaining the second DC output voltage are divided into the first secondary winding (N3a, N3b) having the same number of turns. N2a, N2
Wind it so that it is sandwiched by b). Alternatively, with respect to the secondary winding (N2), a first tap output terminal and a second tap output terminal provided so that the number of turns from the winding start end is equal to the number of turns up to the winding end end. It is formed by partitioning with. As a result, a transformer coupling between the winding N3a in the secondary winding for obtaining the second DC output voltage and the winding N2a in the first secondary winding, and a winding for obtaining the second DC output voltage are provided. The transformer coupling between the winding N3b in the next winding and the winding N2b in the first secondary winding can be made equal.
【0070】このように巻線N3aと巻線N2aとのトラ
ンス結合、及び巻線N3bと巻線N2bとのトランス結合
が同等となることにより、第2の直流出力電圧を得るた
めの二次巻線においては、そのセンタータップを境に交
番電圧が均等に励起されるようになる。そして、これに
伴っては、第2の直流出力電圧を得るための二次巻線に
設けられるそれぞれの整流ダイオードに流れる電流レベ
ルも均等となり、この結果、第2の直流出力電圧のクロ
スレギュレーション特性を向上させることができるよう
になる。As described above, since the transformer coupling between the winding N3a and the winding N2a and the transformer coupling between the winding N3b and the winding N2b are equal to each other, the secondary winding for obtaining the second DC output voltage is obtained. In the line, the alternating voltage is evenly excited with the center tap as a boundary. Along with this, the level of the current flowing through each rectifying diode provided in the secondary winding for obtaining the second DC output voltage becomes equal, and as a result, the cross regulation characteristic of the second DC output voltage is obtained. Will be able to improve.
【0071】また、このように第2の直流出力電圧のク
ロスレギュレーション特性についての向上が可能となる
ことによっては、例えばこの第2の直流出力電圧に対し
てローカルレギュレータを設ける場合には、その制御範
囲を縮小させることが可能となり、このようにして設け
られるローカルレギュレータにおける損失を低減するこ
とが可能となる。Further, the improvement of the cross regulation characteristic of the second DC output voltage can be achieved in this way. For example, when a local regulator is provided for the second DC output voltage, the control of the local regulator is performed. It becomes possible to reduce the range, and it is possible to reduce the loss in the local regulator thus provided.
【0072】また、上記のようにしてそれぞれの整流ダ
イオードに流れる電流レベルが均等になることによって
は、片方の整流ダイオードに偏って生じていた発熱を抑
制することができるようになる。Further, by making the current levels flowing through the respective rectifying diodes uniform as described above, it becomes possible to suppress the heat generation which is unevenly generated in one of the rectifying diodes.
【0073】また、上記のようにして、巻線N3aと巻
線N2aとのトランス結合、及び巻線N3bと巻線N2b
とのトランス結合が同等となることによっては、それぞ
れの整流ダイオードに流れる電流の波形が正弦波状とな
る。この結果、これら整流ダイオードに流れる電流にお
いて、それぞれの整流ダイオードがターンオフする期間
に生じていたノイズを低減することができるようにな
る。Further, as described above, the transformer coupling between the winding N3a and the winding N2a, and the winding N3b and the winding N2b.
When the transformer coupling with and becomes equal, the waveform of the current flowing through each rectifying diode becomes sinusoidal. As a result, in the currents flowing through these rectifying diodes, it is possible to reduce the noise that has occurred during the period in which the respective rectifying diodes are turned off.
【図1】本発明の実施の形態としてのスイッチング電源
回路の構成例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit as an embodiment of the present invention.
【図2】実施の形態の電源回路に備えられる絶縁コンバ
ータトランスの構造例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a structural example of an insulation converter transformer provided in the power supply circuit of the embodiment.
【図3】実施の形態の電源回路に備えられる絶縁コンバ
ータトランスの構造例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a structural example of an insulation converter transformer provided in the power supply circuit of the embodiment.
【図4】実施の形態としてのスイッチング電源回路の二
次側の構成についての変形例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a modified example of the configuration on the secondary side of the switching power supply circuit as the embodiment.
【図5】上記変形例の構成において備えられる絶縁コン
バータトランスの構造例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a structural example of an insulating converter transformer provided in the configuration of the above modification.
【図6】実施の形態の電源回路の動作を示す波形図であ
る。FIG. 6 is a waveform diagram showing the operation of the power supply circuit of the embodiment.
【図7】実施の形態の電源回路におけるクロスレギュレ
ーション特性を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating cross regulation characteristics in the power supply circuit according to the embodiment.
【図8】先行技術としてのスイッチング電源回路の構成
例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit as a prior art.
【図9】図8に示す電源回路に採用される絶縁コンバー
タトランスの構造例を示す断面図である。9 is a cross-sectional view showing a structural example of an insulating converter transformer used in the power supply circuit shown in FIG.
【図10】図8に示す電源回路におけるクロスレギュレ
ーション特性を説明する図である。10 is a diagram illustrating cross regulation characteristics in the power supply circuit shown in FIG.
【図11】図8に示す電源回路の動作を示す波形図であ
る。11 is a waveform chart showing an operation of the power supply circuit shown in FIG.
1 制御回路、Di,DBR ブリッジ整流回路、 DO
1,DO2 整流ダイオード、CO1,CO2 平滑コンデン
サ、Q1,Q2 スイッチング素子、PIT 絶縁コンバ
ータトランス、N1 一次巻線、N2 二次巻線、N3
三次巻線、C1 一次側直列共振コンデンサ、Cp 一
次側部分共振コンデンサ、C2 二次側部分電圧共振コ
ンデンサ1 Control circuit, Di, DBR bridge rectifier circuit, DO
1, DO2 rectifier diode, CO1, CO2 smoothing capacitor, Q1, Q2 switching element, PIT insulation converter transformer, N1 primary winding, N2 secondary winding, N3
Tertiary winding, C1 primary side series resonance capacitor, Cp primary side partial resonance capacitor, C2 secondary side partial voltage resonance capacitor
Claims (2)
にしてスイッチング動作を行う電流共振形のスイッチン
グ手段と、 上記スイッチング手段のスイッチング出力を一次側から
二次側に伝送するために設けられ、一次巻線、及び第1
の二次巻線、及びこの第1の二次巻線よりも巻線数の少
ない第2の二次巻線を備えると共に、磁脚にギャップを
形成していないE−E型コア又はU−U字型コアに対し
て、一次側に上記一次巻線を巻装し、二次側に上記第1
の二次巻線の1/2を巻装した上で、その外側に上記第
2の二次巻線を巻装し、さらにその外側に上記第1の二
次巻線の1/2を巻装するようにされ、これら一次側の
巻線と二次側の巻線とが所要以上の結合係数による密結
合の状態となるようにして構成される絶縁コンバータト
ランスと、 少なくとも、上記絶縁コンバータトランスの一次巻線の
漏洩インダクタンス成分と、上記一次巻線に直列接続さ
れた一次側直列共振コンデンサのキャパシタンスとによ
って形成され、上記スイッチング手段の動作を電流共振
形とする一次側直列共振回路と、 上記スイッチング手段を形成する複数のスイッチング素
子のうち、所定のスイッチング素子に対して並列に接続
される部分共振コンデンサのキャパシタンスと、上記絶
縁コンバータトランスの一次巻線の漏洩インダクタンス
成分によって形成され、上記スイッチング手段を形成す
る複数のスイッチング素子のターンオフ期間に電圧共振
動作を行う一次側部分電圧共振回路と、 上記絶縁コンバータトランスの第1の二次巻線の漏洩イ
ンダクタンス成分と、この第1の二次巻線に対して並列
に接続される二次側部分電圧共振コンデンサのキャパシ
タンスとによって形成される二次側部分電圧共振回路
と、 上記第1の二次巻線に得られる交番電圧を入力して整流
動作を行って、第1の直流出力電圧を生成するように構
成された第1の直流出力電圧生成手段と、 上記第2の二次巻線に対してセンタータップを施して接
地した上で1組の整流ダイオードを備えることで、この
第2の二次巻線に得られる交番電圧を入力して両波整流
動作を行って、第2の直流出力電圧を生成するように構
成された第2の直流出力電圧生成手段と、 上記第1の直流出力電圧のレベルに応じて、上記スイッ
チング手段のスイッチング周波数を可変することで、上
記第1の直流出力電圧及び上記第2の直流出力電圧に対
する定電圧制御を行うように構成された定電圧制御手段
と、 を備えていることを特徴とするスイッチング電源回路。1. A current resonance type switching means for performing a switching operation by interrupting an input DC input voltage; and a switching output of the switching means, the switching output being provided from a primary side to a secondary side. Primary winding, and first
Secondary winding, and a second secondary winding having a smaller number of windings than the first secondary winding, and having no magnetic leg gap formed in the EE type core or U-core. The primary winding is wound on the primary side of the U-shaped core, and the primary winding is mounted on the secondary side.
After winding 1/2 of the secondary winding, the second secondary winding is wound on the outer side, and 1/2 of the first secondary winding is further wound on the outer side. And an insulating converter transformer configured so that the primary side winding and the secondary side winding are in a tightly coupled state with a coupling coefficient higher than a required value, and at least the insulating converter transformer described above. A primary side series resonant circuit formed by a leakage inductance component of the primary winding and a capacitance of a primary side series resonant capacitor connected in series to the primary winding, and wherein the operation of the switching means is a current resonant type; Of the plurality of switching elements forming the switching means, a capacitance of a partial resonance capacitor connected in parallel to a predetermined switching element and one of the insulating converter transformers. A primary side partial voltage resonance circuit formed by a leakage inductance component of the winding and performing a voltage resonance operation during a turn-off period of a plurality of switching elements forming the switching means; and a first secondary winding of the insulation converter transformer. A secondary side partial voltage resonance circuit formed by a leakage inductance component and a capacitance of a secondary side partial voltage resonance capacitor connected in parallel to the first secondary winding; and the first secondary side. A first DC output voltage generating unit configured to generate a first DC output voltage by inputting an alternating voltage obtained in the winding and performing a rectifying operation, and the second secondary winding. On the other hand, by providing a center tap and grounding it and then providing a pair of rectifier diodes, the alternating voltage obtained in this second secondary winding is input to perform both-wave rectification operation, A second direct current output voltage generating means configured to generate a second direct current output voltage; and a variable switching frequency of the switching means according to the level of the first direct current output voltage A constant voltage control means configured to perform constant voltage control on the first DC output voltage and the second DC output voltage, and a switching power supply circuit.
にしてスイッチング動作を行う電流共振形のスイッチン
グ手段と、 上記スイッチング手段のスイッチング出力を一次側から
二次側に伝送するためのものであって、磁脚にギャップ
を形成していないE−E型コア又はU−U字型コアに対
して、一次側に一次巻線を巻装し、二次側には、第1の
タップ出力端子と第2のタップ出力端子とを設けた上
で、巻き始め端から上記第1のタップ出力端子までの巻
き数と、上記第2のタップ出力端子から巻き終わり端ま
での巻き数が同数となるようにされた二次巻線を巻装す
ると共に、これら一次巻線と二次巻線とが所要以上の結
合係数による密結合の状態となるようにして構成される
絶縁コンバータトランスと、 少なくとも、上記絶縁コンバータトランスの一次巻線の
漏洩インダクタンス成分と、上記一次巻線に直列接続さ
れた一次側直列共振コンデンサのキャパシタンスとによ
って形成され、上記スイッチング手段の動作を電流共振
形とする一次側直列共振回路と、 上記スイッチング手段を形成する複数のスイッチング素
子のうち、所定のスイッチング素子に対して並列に接続
される部分共振コンデンサのキャパシタンスと、上記絶
縁コンバータトランスの一次巻線の漏洩インダクタンス
成分によって形成され、上記スイッチング手段を形成す
る複数のスイッチング素子のターンオフ期間に電圧共振
動作を行う一次側部分電圧共振回路と、 上記絶縁コンバータトランスの二次巻線の漏洩インダク
タンス成分と、この二次巻線に対して並列に接続される
二次側部分電圧共振コンデンサのキャパシタンスとによ
って形成される二次側部分電圧共振回路と、 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
電圧を入力して整流動作を行って、第1の直流出力電圧
を生成するように構成された第1の直流出力電圧生成手
段と、 上記二次巻線における上記第1のタップ出力端子と第2
のタップ出力端子間に対して、さらにセンタータップを
設けて接地すると共に1組の整流ダイオードを備えるこ
とで、上記第1と第2のタップ出力端子間に得られる交
番電圧を入力して両波整流動作を行って、第2の直流出
力電圧を生成するように構成された第2の直流出力電圧
生成手段と、 上記第1の直流出力電圧のレベルに応じて、上記スイッ
チング手段のスイッチング周波数を可変することで、上
記第1の直流出力電圧及び上記第2の直流出力電圧に対
する定電圧制御を行うように構成された定電圧制御手段
と、 を備えていることを特徴とするスイッチング電源回路。2. A current resonance type switching means for performing a switching operation by interrupting an input DC input voltage, and for transmitting a switching output of the switching means from a primary side to a secondary side. The primary winding is wound on the primary side of the EE type core or the UU type core having no magnetic leg gap, and the first tap output terminal is provided on the secondary side. And a second tap output terminal, the number of turns from the winding start end to the first tap output terminal is the same as the number of turns from the second tap output terminal to the end end. And an insulating converter transformer configured such that the primary winding and the secondary winding are tightly coupled with each other by a coupling coefficient higher than a required value, and at least, Insulation converter A leakage inductance component of the primary winding of the impedance and a capacitance of a primary side series resonant capacitor connected in series to the primary winding, and a primary side series resonant circuit in which the operation of the switching means is a current resonance type, Of the plurality of switching elements forming the switching means, a capacitance of a partial resonance capacitor connected in parallel to a predetermined switching element and a leakage inductance component of the primary winding of the insulating converter transformer, The primary side partial voltage resonance circuit that performs voltage resonance operation during the turn-off period of the plurality of switching elements that form the means, the leakage inductance component of the secondary winding of the insulation converter transformer, and the secondary winding in parallel with the secondary winding. Key of connected secondary side partial voltage resonant capacitor And a secondary side partial voltage resonance circuit formed by a capacitance and an alternating voltage obtained in the secondary winding of the insulation converter transformer are input to perform a rectification operation to generate a first DC output voltage. A configured first direct current output voltage generating means, the first tap output terminal in the secondary winding, and a second
A center tap is further provided between the tap output terminals of, and a pair of rectifying diodes is provided, so that the alternating voltage obtained between the first and second tap output terminals is input and both waves are input. A second DC output voltage generating unit configured to generate a second DC output voltage by performing a rectifying operation, and a switching frequency of the switching unit according to a level of the first DC output voltage. A switching power supply circuit comprising: a constant voltage control unit configured to perform constant voltage control on the first DC output voltage and the second DC output voltage by varying the constant voltage control unit.
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