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JPH02241359A - Switching regulator - Google Patents

Switching regulator

Info

Publication number
JPH02241359A
JPH02241359A JP5871489A JP5871489A JPH02241359A JP H02241359 A JPH02241359 A JP H02241359A JP 5871489 A JP5871489 A JP 5871489A JP 5871489 A JP5871489 A JP 5871489A JP H02241359 A JPH02241359 A JP H02241359A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inductance
transformer
photo
variation
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5871489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sumio Komi
小見 澄男
Akinori Kariya
苅谷 成則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
NEC Communication Systems Ltd
Original Assignee
NEC Corp
NEC Communication Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, NEC Communication Systems Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP5871489A priority Critical patent/JPH02241359A/en
Publication of JPH02241359A publication Critical patent/JPH02241359A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable switching working to be performed in a high-frequency range by varying the inductance of a transformer during the conduction of a main switching element, according to the fluctuation of output current to a load. CONSTITUTION:In an output current fluctuation detecting circuit 10, a shunt regulator (a shunt type stabilized power-supply element) 11 is an error amplifier, and the reference voltage Vref and output voltage VOUT are detected with resistors 12, 13, and the variation of a cathode current IK flowing in the light emitting diode 14 of a photo-coupler accompanying the variation of cathode voltage VK due to the difference of the reference and output voltages Vref and VOUT is transmitted to an inductance controlling circuit 20. The inductance controlling circuit 20 is connected to the output current fluctuation detecting circuit 10 through the photo-coupler, and according to the variation of the cathode current IK, the impedance of the photo-transistor 21 of the photo-coupler varies. According to the variation, the current I flowing in the tertiary winding 2 of a power converting transformer 1 varies, and an inductance is variably controlled.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスイッチングレギュレータに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to switching regulators.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のスイッチングレギュレータにおいては、主スイッ
チング素子の不導通時に電力変換トランスに誘起する誘
導電圧とトランスのリセット時間とをトランスに接続し
たアブソーバまたはトランスのリセット巻線により設定
している。
In conventional switching regulators, the induced voltage induced in the power conversion transformer when the main switching element is turned off and the reset time of the transformer are set by an absorber connected to the transformer or by a reset winding of the transformer.

次に、図面を参照して従来例を説明する。第4図に示す
スイッチングレギュレータは抵抗器30、コンデンサ3
1及びダイオード32により構成されなアブソーバ33
を電力変換トランス34の一次巻線に接続し、主スイッ
チング素子35が不導通時に一次巻線36の蓄積電力エ
ネルギーをダイオード32を介して抵抗器3oにより消
費させる構成である。このアブソーバ33のインピーダ
ンスにより消費させるエネルギー量を変えることによっ
てトランス34の誘導電圧Vl。
Next, a conventional example will be explained with reference to the drawings. The switching regulator shown in Fig. 4 has a resistor 30 and a capacitor 3.
1 and a diode 32.
is connected to the primary winding of the power conversion transformer 34, and the power energy stored in the primary winding 36 is consumed by the resistor 3o via the diode 32 when the main switching element 35 is non-conductive. By changing the amount of energy consumed depending on the impedance of this absorber 33, the induced voltage Vl of the transformer 34 can be controlled.

V2とトランス34のリセット時間Tが変化する(第6
図参照)、また、出力端子37.38に接続される負荷
の変動に伴い誘導電圧Vl、V2とリセット時間Tは第
6図に示すように変化する。
V2 and the reset time T of the transformer 34 change (6th
In addition, as the load connected to the output terminals 37 and 38 changes, the induced voltages Vl and V2 and the reset time T change as shown in FIG.

なお、第4図において、トランス34の二次巻線39に
接続されたダイオード40,41、チヨークコイル42
及びコンデンサ43はフォワード型スイッチングレギュ
レータを構成する通常の素子である。また、主スイッチ
ング素子35はパルス幅制御回路(図示省略)により負
荷への出力電圧の変動に応じて駆動される。
In addition, in FIG. 4, diodes 40 and 41 connected to the secondary winding 39 of the transformer 34 and a chiyoke coil 42
and a capacitor 43 are normal elements constituting a forward switching regulator. Further, the main switching element 35 is driven by a pulse width control circuit (not shown) according to fluctuations in the output voltage to the load.

第5図に示すスイッチングレギュレータは電力変換トラ
ンス34の一次巻線36に対し逆極性となるようにリセ
ット巻線44を接続している。主スイッチング素子35
が不導通時にトランス34は逆電位となるため、入力コ
ンデンサ46を通しでリセット電流が流れる。リセット
巻線44の電圧は電源電圧VINにクランプされるため
、−次巻線36に誘起される電圧は一次巻線36の巻数
とリセット巻線44の巻数との比に電圧VINを乗じた
値となり、この電圧と電圧VINとを加算した電圧が主
スイッチング素子35の不導通時に加わる誘導電圧Vl
、V2になる。リセット巻線44によるリセット方法で
も1周期内のトランス34の磁束の変化量は等しくなけ
ればならないので、リセット巻線44の巻数を少くする
と短い時間でリセットが完了するが、主スイッチング素
子35に加わる誘導電圧は高い値となる。なお、このレ
ギュレータも上述のレギュレータと同じく負荷の変動に
伴い第6図に示すように誘導電圧が変化する。第7図に
リセット巻線44の巻数、誘導電圧、リセット時間の関
係を示す。
The switching regulator shown in FIG. 5 has a reset winding 44 connected to the primary winding 36 of a power conversion transformer 34 so as to have opposite polarity. Main switching element 35
Since the transformer 34 has a reverse potential when the input capacitor 46 is out of conduction, a reset current flows through the input capacitor 46. Since the voltage of the reset winding 44 is clamped to the power supply voltage VIN, the voltage induced in the negative winding 36 is the value obtained by multiplying the ratio of the number of turns of the primary winding 36 and the number of turns of the reset winding 44 by the voltage VIN. The voltage that is the sum of this voltage and the voltage VIN is the induced voltage Vl that is applied when the main switching element 35 is non-conductive.
, becomes V2. Even with the reset method using the reset winding 44, the amount of change in the magnetic flux of the transformer 34 within one cycle must be equal, so if the number of turns of the reset winding 44 is reduced, the reset will be completed in a shorter time; The induced voltage becomes a high value. Note that, like the above-mentioned regulator, the induced voltage of this regulator changes as shown in FIG. 6 as the load changes. FIG. 7 shows the relationship among the number of turns of the reset winding 44, induced voltage, and reset time.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のスイッチングレギュレータにおいては、
高周波領域での使用時、電力変換トランスの線間容量及
び主スイッチング素子の接合容量に電力変換トランスの
蓄積電力エネルギーが吸収され、主スイッチング素子に
印加される誘導電圧はインダクタンス及びキャパシタン
ス分により決まってしまい、アブソーバ丈なはりセット
巻線が効果的に作用しない問題がある。
In the conventional switching regulator mentioned above,
When used in a high frequency region, the power energy stored in the power conversion transformer is absorbed by the line capacitance of the power conversion transformer and the junction capacitance of the main switching element, and the induced voltage applied to the main switching element is determined by the inductance and capacitance. Therefore, there is a problem that the absorber-length beam set winding does not work effectively.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は電力変換トランスの一次巻線に接続された主ス
イッチング素子の動作に応じて前記トランスの二次巻線
に誘起する電力を負荷に供給するスイッチングレギュレ
ータにおいて、前記主スイッチング素子の導通時の前記
トランスのインダクタンスを前記負荷への出力電流の変
動に応じて可変にする手段を前記トランスの三次巻線に
接続した構成である。
The present invention provides a switching regulator that supplies power induced in a secondary winding of a power conversion transformer to a load according to the operation of a main switching element connected to a primary winding of a power conversion transformer, in which the main switching element is turned on. In this configuration, means for making the inductance of the transformer variable in accordance with fluctuations in the output current to the load is connected to the tertiary winding of the transformer.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

本発明の一実施例を示す第1図を参照すると、出力電流
変動検出回路10はシャントレギュレータ(シャント式
安定化電源素子)11を誤差増幅器とし、基準電圧V 
r e fと出力電圧■。UTを抵抗器12.13によ
り検出し、その差分によるカソード電圧Vkの変化に伴
うフォトカブラの発光ダイオード14に流れるカソード
電流Ikの変化をインダクタンス制御回路20に送る。
Referring to FIG. 1 showing one embodiment of the present invention, an output current fluctuation detection circuit 10 uses a shunt regulator (shunt type stabilized power supply element) 11 as an error amplifier, and a reference voltage V
r e f and output voltage■. UT is detected by resistors 12 and 13, and the change in cathode current Ik flowing through the light emitting diode 14 of the photocoupler due to the change in cathode voltage Vk due to the difference is sent to the inductance control circuit 20.

抵抗器15によりカソード電流Ikを制限している。コ
ンデンサ16は交流のゲインを下げるものであり、低周
波の発振などに対して安定に動作する。インダクタンス
制御回路20は出力電流変動検出回路10とフォトカブ
ラにより結合されており、カソード電流Ikの変化に応
じてフォトカブラのフォトトランジスタ21のインピー
ダンスが変化する。これに伴って電力変換トランス1の
三次巻線2を流れる電流Iが変化してインダクタンスを
可変制御する。抵抗器22は電流制限用である。第2図
に出力電流とインダクタンスとの関係を示す。
A resistor 15 limits the cathode current Ik. The capacitor 16 lowers the gain of alternating current, and operates stably against low frequency oscillations. The inductance control circuit 20 is coupled to the output current fluctuation detection circuit 10 by a photocoupler, and the impedance of the phototransistor 21 of the photocoupler changes in accordance with changes in the cathode current Ik. Along with this, the current I flowing through the tertiary winding 2 of the power conversion transformer 1 changes, and the inductance is variably controlled. Resistor 22 is for current limiting. Figure 2 shows the relationship between output current and inductance.

電力変換トランス1は上述した制御を行うために透磁率
(μ)がリニアに変化する特性のコア材を使用し、三次
巻線2に流れる直流電流工を変え、B−H特性曲線のバ
イアス点をずらす、バイアス点を動かすことにより、イ
ンダクタンスを可変することができる。第3図にアンペ
アターン(NI)と透磁率(μ)との関係を示す。
In order to perform the above-mentioned control, the power conversion transformer 1 uses a core material whose magnetic permeability (μ) changes linearly, changes the direct current flowing through the tertiary winding 2, and adjusts the bias point of the B-H characteristic curve. The inductance can be varied by shifting the bias point. FIG. 3 shows the relationship between ampere turns (NI) and magnetic permeability (μ).

トランス1の一次巻線にはパルス幅制御回路(図示省略
)により駆動される主スイッチング素子3が接続され、
二次巻線にはダイオード4゜5、チョークコイル6及び
コンデンサ7が接続されてフォワード型スイッチングレ
ギュレータを構成している。
A main switching element 3 driven by a pulse width control circuit (not shown) is connected to the primary winding of the transformer 1.
A diode 4.5, a choke coil 6 and a capacitor 7 are connected to the secondary winding to constitute a forward switching regulator.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、電力変換トランス
のインダクタンスを出力電流の変動に応じて可変にする
ことにより、主スイッチング素子に印加される誘導電圧
を容易に調整できる。この結果、主スイッチング素子と
して入力容量がどのよなものを選択しても高周波領域に
おけるスイッチング動作を可能にすることができる。
As explained above, according to the present invention, the induced voltage applied to the main switching element can be easily adjusted by making the inductance of the power conversion transformer variable in accordance with fluctuations in the output current. As a result, regardless of the input capacitance selected as the main switching element, switching operation in a high frequency region can be made possible.

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

第1図、第2図及び第3図は本発明の一実施例を示す図
、第4図、第5図、第6図及び第7図は従来例を説明す
るための図である。 1・・・電力変換トランス、2・・・三次巻線、3・・
・主スイッチング素子、10・・・出力電流検出回路、
20・・・インダクタンス制御回路。
FIGS. 1, 2, and 3 are diagrams showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 4, 5, 6, and 7 are diagrams for explaining a conventional example. 1... Power conversion transformer, 2... Tertiary winding, 3...
・Main switching element, 10...output current detection circuit,
20...Inductance control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電力変換トランスの一次巻線に接続された主スイッチン
グ素子の動作に応じて前記トランスの二次巻線に誘起す
る電力を負荷に供給するスイッチングレギュレータにお
いて、前記主スイッチング素子の導通時の前記トランス
のインダクタンスを前記負荷への出力電流の変動に応じ
て可変にする手段を前記トランスの三次巻線に接続した
ことを特徴とするスイッチングレギュレータ。
In a switching regulator that supplies power induced in a secondary winding of the transformer to a load according to the operation of a main switching element connected to a primary winding of a power conversion transformer, the power of the transformer when the main switching element is conductive is A switching regulator characterized in that means for making the inductance variable in accordance with fluctuations in the output current to the load is connected to the tertiary winding of the transformer.
JP5871489A 1989-03-10 1989-03-10 Switching regulator Pending JPH02241359A (en)

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