JP2504816B2 - Switching power supply - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電源の過電流保護特性が入力電圧によって
変化しないように構成されたフライバックコンバータ回
路を有するスイッチング電源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 having a flyback converter circuit configured so that an overcurrent protection characteristic of the power supply does not change with an input voltage.
従来の技術 一般に出力トランスの１次側に制御回路を設けた１次
制御型のフライバックコンバータ回路を有するスイッチ
ング電源は、その出力の過電流保護特性（直流出力電流
−直流出力電圧特性）が、第２図曲線ｉ（入力電圧AC 9
0V）、ｊ（入力電圧AC 100V）、ｋ（入力電圧AC 110
V）、ｌ（入力電圧AC 120V）、ｍ（入力電圧AC 132V）
のように入力電圧によって変化するのが通例で、第３図
が従来一般に用いられているフライバックコンバータ回
路である。2. Description of the Related Art Generally, a switching power supply having a primary control type flyback converter circuit in which a control circuit is provided on the primary side of an output transformer has an output overcurrent protection characteristic (DC output current-DC output voltage characteristic). Fig. 2 Curve i (input voltage AC 9
0V), j (input voltage AC 100V), k (input voltage AC 110
V), l (input voltage AC 120V), m (input voltage AC 132V)
As shown in FIG. 3, a flyback converter circuit generally used conventionally is shown in FIG.
第３図において、17はコンバータトランス、22はイン
バータ（FET）、23はPWM制御回路、24はコンパレータ
（過電流検出回路）、29は出力電圧検出回路、30はフィ
ードバック回路、18は過電流検出用抵抗、19、20、21は
抵抗、25、27はダイオード、26、28はコンデンサを示
す。In FIG. 3, 17 is a converter transformer, 22 is an inverter (FET), 23 is a PWM control circuit, 24 is a comparator (overcurrent detection circuit), 29 is an output voltage detection circuit, 30 is a feedback circuit, and 18 is an overcurrent detection. Resistance, 19, 20, 21 are resistors, 25, 27 are diodes, and 26, 28 are capacitors.
発明が解決しようとする問題点 上述のように、従来の１次制御型のフライバックコン
バータ回路を有するスイッチング電源は、その出力の過
電流保護特性が入力電圧によって変化するために、出力
の整流用に用いるダイオード27は最大定格電流値の大き
いものを選ばなければならず、コスト高となる欠点があ
った。Problems to be Solved by the Invention As described above, the switching power supply having the conventional primary control type flyback converter circuit is for rectifying the output because the output overcurrent protection characteristic changes depending on the input voltage. As the diode 27 used for, it is necessary to select a diode having a large maximum rated current value, which has a drawback of high cost.
問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題を解決したもので、１次制御型の
フライバックコンバータ回路のスイッチング電源におい
て、コンバータトランス１の第１のトランス巻線1aと直
列に接続したスイッチング素子７と過電流検出用抵抗２
とを有し、 コンバータトランス１の第２のトランス巻線1bと前記
過電流検出抵抗２のスイッチング素子との接続していな
い側との間に第１のダイオード11とON電圧を分圧する抵
抗３、４を接続し、 前記第２のトランス巻線1bに第２のダイオード10とコ
ンデンサ12との直列回路を接続し、第２のダイオードと
コンデンサの接続点と、スイッチング素子と過電流検出
抵抗との接続点間の電圧を分圧する抵抗５、６を有し、 該抵抗５、６により分圧した電圧と前記ON電圧を分圧
した電圧をコンパレータ９で比較し、コンパレータの出
力をスイッチング素子を制御するPWM制御回路８に入力
することにより、上記スイッチング電源の２次側出力の
過電流特性の入力電圧による変化を抑えたことを特徴と
するスイッチング電源である。Means for Solving the Problems The present invention has solved the above-mentioned problems, and in a switching power supply of a primary control type flyback converter circuit, it is connected in series with a first transformer winding 1a of a converter transformer 1. Switching element 7 and overcurrent detection resistor 2
A first diode 11 and a resistor 3 for dividing the ON voltage between the second transformer winding 1b of the converter transformer 1 and the side of the overcurrent detection resistor 2 not connected to the switching element. 4 is connected, a series circuit of a second diode 10 and a capacitor 12 is connected to the second transformer winding 1b, a connection point between the second diode and the capacitor, a switching element and an overcurrent detection resistor The resistors 5 and 6 for dividing the voltage between the connection points are compared, and the voltage divided by the resistors 5 and 6 and the voltage obtained by dividing the ON voltage are compared by the comparator 9, and the output of the comparator is switched to the switching element. The switching power supply is characterized in that the change in the overcurrent characteristic of the secondary output of the switching power supply due to the input voltage is suppressed by inputting it to the PWM control circuit 8 to be controlled.
作用 出力の過電流検出ポイントを入力電圧によって変化し
ないようにすることによって、出力の整流ダイオード13
の最大定格電流値を大きくできる作用があり、異常時の
信頼性を高め、材料費を低減できる。The output rectifier diode 13 is designed to prevent the output overcurrent detection point from changing with the input voltage.
Has the effect of increasing the maximum rated current value of, the reliability in the event of an abnormality can be increased, and the material cost can be reduced.
実施例 以下、本発明を第１図に示す実施例により説明する。EXAMPLE The present invention will be described below with reference to the example shown in FIG.
第１図は、過電流検出のためのコンパレータ（過電流
検出回路）９の端子にインバータ（FET）７のON電流
と同期したトランス巻線1bのON電圧を抵抗３、４によっ
て分圧しダイオード11で逆バイアス電圧を与えるように
したものである。１はコンバータトランス、1a、1cはト
ランス巻線、８はPWM制御回路、15は出力電圧検出回
路、16はフィードバック回路、２は過電流検出用抵抗、
５、６は抵抗、10、13はダイオード、12、14はコンデン
サである。FIG. 1 shows that the ON voltage of the transformer winding 1b synchronized with the ON current of the inverter (FET) 7 is divided by the resistors 3 and 4 into the terminal of the comparator (overcurrent detection circuit) 9 for detecting the overcurrent and the diode 11 The reverse bias voltage is applied in. 1 is a converter transformer, 1a and 1c are transformer windings, 8 is a PWM control circuit, 15 is an output voltage detection circuit, 16 is a feedback circuit, 2 is an overcurrent detection resistor,
Reference numerals 5 and 6 are resistors, 10 and 13 are diodes, and 12 and 14 are capacitors.
なお、この分圧電圧を作るために抵抗３にツエナーダ
イオードを直列に挿入したものも他の実施例として利用
できる。その他様々な変形が考えられるが、何れにして
もコンバータトランスの出力巻線のON電圧を使って、コ
ンパレータ９（過電圧検出回路）に逆バイアスとして加
えることである。Incidentally, a resistor in which a Zener diode is inserted in series in order to generate this divided voltage can be used as another embodiment. Various other modifications are conceivable. In any case, the ON voltage of the output winding of the converter transformer is used to apply a reverse bias to the comparator 9 (overvoltage detection circuit).
インバータON時のコンバータトランスの巻線1bに現れ
る電圧は、電源入力が高い時の電圧をVIN（max）、電源
入力が低い時の電圧をVIN（min）で表すと次の関係を示
す。The voltage that appears in the winding 1b of the converter transformer when the inverter is ON shows the following relationship when the voltage when the power input is high is V IN (max) and the voltage when the power input is low is V IN (min). .
VIN（max）＞VIN（min）……（１） したがって、コンパレータ（過電流検出回路）９入力
の分圧電圧をＶ′INで表すと上記の式と同様次のように
なる。V IN (max)> V IN (min) (1) Therefore, when the divided voltage of the input of the comparator (overcurrent detection circuit) 9 is represented by V ′ IN , it becomes as follows similar to the above equation.
Ｖ′IN（max）＞Ｖ′IN（min）……（２） これに対してインバータに流れるON電流のピーク値
は、電源入力が高い時の電流をIp（max）、電源入力の
低い時の電流をIP（min）で表すと、フライバックコン
バータ回路では次式で表す関係を示す。 V'IN (max)>V'IN (min) (2) On the other hand, the peak value of the ON current flowing through the inverter is Ip (max) when the power input is high, and when the power input is low When the current of is expressed by IP (min), the relation expressed by the following equation is shown in the flyback converter circuit.
Ip（max）＜IP（min）……（３） 従って、過電流検出抵抗２の抵抗値をＲで表すと、式
３は次の関係式となる。Ip (max) <IP (min) (3) Therefore, when the resistance value of the overcurrent detection resistor 2 is represented by R, Formula 3 becomes the following relational formula.
Ip（max）×Ｒ＜IP（min）×Ｒ……（４） このため、本発明の電源回路は、コンバータトランス
の出力巻線1bのON電圧をコンパレータ９（過電流検出回
路）の入力に分圧して加えることにより、式５が成立す
るため、入力電圧が変化しても２次側出力の過電流特性
（レギューレーション特性）を一定にすることが可能と
なる。Ip (max) × R <IP (min) × R (4) Therefore, in the power supply circuit of the present invention, the ON voltage of the output winding 1b of the converter transformer is input to the comparator 9 (overcurrent detection circuit). Since the expression 5 is established by dividing and applying the voltage, the overcurrent characteristic (regulation characteristic) of the secondary side output can be made constant even if the input voltage changes.
Ｖ′IN（max）＋Ip（max）×Ｒ ≒VIN（min）＋Ip（min）×Ｒ……（５） 第２図の実線で示す曲線は、本発明の第１図の実施例
で、曲線ａは入力電圧AC 90V、曲線ｂは入力電圧AC 100
V、曲線ｃは入力電圧AC 110V、曲線ｄは入力電圧AC 120
V、曲線ｅは入力電圧AC 132Vの場合である。V ′ IN (max) + Ip (max) × R ≈V IN (min) + Ip (min) × R (5) The curve shown by the solid line in FIG. 2 is the embodiment of FIG. 1 of the present invention. Curve a is input voltage AC 90V, curve b is input voltage AC 100
V, curve c is input voltage AC 110V, curve d is input voltage AC 120
V and curve e are for input voltage AC 132V.
発明の効果 以上のように本発明のスイッチング電源は、フライバ
ックコンバータ回路の過電流特性（レギュレーション特
性）が電源の入力電圧によて変化しないことから、２次
側出力の整流用のダイオードの最大定格電流値を低く押
さえることができることから、スイッチング電源の材料
費を下げ、かつ信頼性を高めることができるなど、顕著
な効果を有し、工業的ならびに実用的価値の大なるもの
である。Effects of the Invention As described above, in the switching power supply of the present invention, the overcurrent characteristic (regulation characteristic) of the flyback converter circuit does not change depending on the input voltage of the power source. Since the rated current value can be kept low, the material cost of the switching power supply can be reduced, and the reliability can be improved, which has significant effects and is of great industrial and practical value.
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のスイッチング電源におけるフライバッ
クコンバータ回路の一実施例の説明図、第２図はスイッ
チング電源の直流出力電流−直流出力電圧特性図、第３
図は従来のスイッチング電源におけるフライバックコン
バータ回路の説明図である。 1:コンバータトランス 1a、1b、1c:トランス巻線 7:インバータ 9:コンパレータ（過電流検出回路）BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a flyback converter circuit in a switching power supply of the present invention, FIG. 2 is a DC output current-DC output voltage characteristic diagram of the switching power supply, and FIG.
The figure is an illustration of a flyback converter circuit in a conventional switching power supply. 1: Converter transformer 1a, 1b, 1c: Transformer winding 7: Inverter 9: Comparator (overcurrent detection circuit)
Claims (1)
を有するスイッチング電源において、コンバータトラン
ス（１）の第１のトランス巻線（1a）と直列に接続した
スイッチング素子（７）と過電流検出用抵抗（２）とを
有し、 コンバータトランス（１）の第２のトランス巻線（1b）
と前記過電流検出抵抗（２）のスイッチング素子との接
続していない側との間に第１のダイオード（11）とON電
圧を分圧する抵抗（３、４）を接続し、 前記第２のトランス巻線（1b）に第２のダイオード（1
0）とコンデンサ（12）との直列回路を接続し、第２の
ダイオードとコンデンサの接続点と、スイッチング素子
と過電流検出抵抗との接続点間の電圧を分圧する抵抗
（５、６）を有し、 該抵抗（５、６）により分圧した電圧と前記ON電圧を分
圧した電圧をコンパレータ（９）で比較し、コンパレー
タの出力をスイッチング素子を制御するPWM制御回路
（８）に入力することにより、上記スイッチング電源の
２次側出力の過電流特性の入力電圧による変化を抑えた
ことを特徴とするスイッチング電源。1. A switching power supply having a flyback converter circuit on the primary control side, a switching element (7) connected in series with a first transformer winding (1a) of a converter transformer (1), and an overcurrent detection device. A second transformer winding (1b) of the converter transformer (1) having a resistor (2)
And a resistor (3, 4) that divides the ON voltage between the first diode (11) and the side of the overcurrent detection resistor (2) that is not connected to the switching element. A second diode (1
0) and a capacitor (12) connected in series, and a resistor (5, 6) that divides the voltage between the connection point of the second diode and the capacitor and the connection point of the switching element and the overcurrent detection resistor. The comparator (9) compares the voltage divided by the resistors (5, 6) with the voltage divided by the ON voltage, and inputs the output of the comparator to the PWM control circuit (8) for controlling the switching element. By doing so, the switching power supply is characterized in that the change in the overcurrent characteristic of the secondary side output of the switching power supply due to the input voltage is suppressed.
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