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JPH0767277B2 - Control circuit for separately-excited switching power supply - Google Patents

Control circuit for separately-excited switching power supply

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Publication number
JPH0767277B2
JPH0767277B2 JP60109894A JP10989485A JPH0767277B2 JP H0767277 B2 JPH0767277 B2 JP H0767277B2 JP 60109894 A JP60109894 A JP 60109894A JP 10989485 A JP10989485 A JP 10989485A JP H0767277 B2 JPH0767277 B2 JP H0767277B2
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JP
Japan
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circuit
output
mos type
capacitor
inverting circuit
Prior art date
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JP60109894A
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徹 小屋敷
努 尾形
和也 鈴木
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Origin Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Origin Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の概要〕 本発明は、入力端子に入力された直流電力が、トランス
とスイッチング素子を通して一旦、高周波の交流電力に
変換され、電圧変換および安定化の動作を経たあと、ダ
イオードおよび平滑コンデンサにより再び直流電力に変
換される他励型スイッチング電源において、出力電圧の
安定化およびスイッチング動作の発振・駆動機能を行な
う三角波発生回路、比較回路、発振・駆動回路から構成
される制御回路に関するもので、発振・駆動回路をC−
MOS形の反転回路で構成し、反転回路のしきい値電圧を
利用して比較回路を構成するとともに、コンデンサをフ
ォトカップラの出力電流で充電する簡易な三角波発生回
路を用いたことにより消費電力が小さく、耐ノイズ性に
優れた他励型スイッチング電源の制御回路である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline of the Invention] According to the present invention, DC power input to an input terminal is once converted into high-frequency AC power through a transformer and a switching element, and voltage conversion and stabilization operations are performed. In the separately excited switching power supply that is converted back to DC power by the diode and smoothing capacitor, it is composed of a triangular wave generation circuit, a comparison circuit, and an oscillation / drive circuit that stabilize the output voltage and perform the oscillation / drive function of the switching operation. Control circuit, and the oscillation / drive circuit is C-
Power consumption is reduced by using a MOS type inverting circuit and using a threshold voltage of the inverting circuit to configure a comparison circuit and a simple triangular wave generation circuit that charges the capacitor with the output current of the photocoupler. It is a control circuit for a separately excited switching power supply that is small and has excellent noise resistance.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は他励型スイッチング電源の制御回路に関し、と
くに構成部品点数の軽減をはかった消費電力の小さい耐
ノイズ性に優れた他励型スイッチング電源の制御回路に
関するものである。
The present invention relates to a control circuit for a separately-excited switching power supply, and more particularly to a control circuit for a separately-excited switching power supply with reduced power consumption, reduced power consumption, and excellent noise resistance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は従来の他励型スイッチング電源の制御回路の構
成を示すものであり1A,1Bは入力端子、2は入力平滑コ
ンデンサ、3はトランス、4はスイッチング素子、5は
ダイオード、6は出力平滑コンデンサ、7,8は電圧検出
用抵抗、9は増幅器、10は基準電圧、11はフォトカップ
ラ、12は比較増幅器、13は駆動回路、14は発振器、15は
三角波発生回路である。同図において、入力端子1A,1B
に入力された直流電力はトランス3とスイッチング素子
4を通して、一旦高周波の交流電力に変換され、電圧変
換および安定化の動作を経たあと、ダイオード5および
出力平滑コンデンサ6により再び直流電力に変換され
る。同図において、出力電圧の安定化および発振・駆動
の動作は以下の通りである。
FIG. 5 shows the configuration of a control circuit of a conventional separately-excited switching power supply. 1A and 1B are input terminals, 2 is an input smoothing capacitor, 3 is a transformer, 4 is a switching element, 5 is a diode, and 6 is an output. Smoothing capacitors, 7 and 8 are voltage detection resistors, 9 is an amplifier, 10 is a reference voltage, 11 is a photocoupler, 12 is a comparison amplifier, 13 is a drive circuit, 14 is an oscillator, and 15 is a triangular wave generation circuit. In the figure, input terminals 1A, 1B
The DC power input to is once converted into high-frequency AC power through the transformer 3 and the switching element 4, and after being subjected to voltage conversion and stabilization operations, is converted again to DC power by the diode 5 and the output smoothing capacitor 6. . In the figure, the operation of stabilizing the output voltage and oscillating / driving is as follows.

抵抗7,8により出力電圧を検出し、制御信号発生回路を
形成する増幅器9および基準電圧10により構成される誤
差増幅器に入力して、出力電圧の変動量に応じた制御信
号を作成し、フォトカップラ11を介して入力側の制御回
路に伝える。入力側では、発振器14の信号を受けて三角
波を出力する三角波発生回路15の三角波出力と、フォト
カップラ11を介して伝達される信号電圧とを比較増幅器
12に入力する。ここで出力側の誤差増幅器は出力電圧の
変動に応じた制御信号をフォトカップラ11に伝達するよ
う構成されているので、比較増幅器12は、制御信号と三
角波とを比較することにより、出力電圧の変動に応じて
パルス幅制御されたパルス電圧を出力でき、このパルス
電圧を駆動回路13に伝え、スイッチング素子4を駆動す
る。このように構成することにより、入力電圧や負荷の
変動に対して出力電圧が変動しようとする場合、制御回
路によりスイッチング素子に印加するパルス幅を制御し
出力電圧を一定に保つことができる。
The output voltage is detected by the resistors 7 and 8 and is input to an error amplifier composed of an amplifier 9 and a reference voltage 10 which form a control signal generating circuit to create a control signal according to the amount of fluctuation of the output voltage. It is transmitted to the control circuit on the input side via the coupler 11. On the input side, the comparator amplifier compares the triangular wave output of the triangular wave generation circuit 15 that receives the signal of the oscillator 14 and outputs the triangular wave with the signal voltage transmitted through the photocoupler 11.
Enter 12 Since the error amplifier on the output side is configured to transmit the control signal according to the fluctuation of the output voltage to the photocoupler 11, the comparison amplifier 12 compares the control signal with the triangular wave to output the output voltage. A pulse voltage whose pulse width is controlled according to the fluctuation can be output, and this pulse voltage is transmitted to the drive circuit 13 to drive the switching element 4. With this configuration, when the output voltage is about to change due to changes in the input voltage and the load, the control circuit can control the pulse width applied to the switching element to keep the output voltage constant.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来のパルス幅制御回路は、発振器の他、三角波発生回
路と比較回路が必要となり、回路構成が複雑で、部品数
が多くなるという問題があった。この部品数が多いとい
う問題を解決するため、これらの機能を内蔵したスイッ
チング電源用ICはあるが、バイポーラ形のICであるため
消費電力が大きく、小電力のスイッチング電源の高効率
を要求される分野には使用できないという欠点があっ
た。
The conventional pulse width control circuit requires a triangular wave generation circuit and a comparison circuit in addition to the oscillator, which has a problem that the circuit configuration is complicated and the number of parts is increased. In order to solve the problem of the large number of parts, there are switching power supply ICs that incorporate these functions, but since they are bipolar type ICs, they consume a lot of power and require high efficiency of a low power switching power supply. It had the drawback that it could not be used in the field.

また、従来例において、フォトカップラの出力は直流で
あるため、スイッチングに伴って発生するノイズの影響
を受け、比較回路が誤動作する可能性があるという問題
があった。
Further, in the conventional example, since the output of the photocoupler is direct current, there is a problem that the comparison circuit may malfunction due to the influence of noise generated by switching.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明は、従来の問題点を解決するため、従来の制御信
号発生回路の出力を伝達するフォトカップラの出力側に
接続した、フォトカップラの出力信号または出力信号を
増幅した電流を充電するコンデンサと、コンデンサに接
続した、コンデンサの充電電圧が内蔵されたしきい値電
圧を超えると出力を反転する反転回路と、反転回路に接
続した、反転回路の出力が反転したとき他励型スイッチ
ング電源のスイッチング素子をオフとし、あらかじめ定
められた発振回路のオフ期間にコンデンサを放電する発
振・駆動回路とを備えた構成の制御回路である。
In order to solve the conventional problems, the present invention relates to a capacitor for charging an output signal of a photocoupler or a current obtained by amplifying the output signal, which is connected to an output side of a photocoupler for transmitting an output of a conventional control signal generation circuit. , An inverting circuit connected to the capacitor that inverts the output when the charging voltage of the capacitor exceeds the built-in threshold voltage, and a switching of the separately excited switching power supply when the output of the inverting circuit connected to the inverting circuit reverses It is a control circuit having a configuration in which an element is turned off, and an oscillation / drive circuit that discharges a capacitor during a predetermined off period of the oscillation circuit.

すなわち、従来の制御回路において、本発明は発振回路
をC−MOS形の反転回路で構成し、反転回路のしきい値
電圧を利用して比較回路を構成するとともに、コンデン
サをフォトカップラの出力電流で充電する簡易な三角波
発生回路を用いたことを最も主要な特徴とする。
That is, in the conventional control circuit, according to the present invention, the oscillation circuit is configured by a C-MOS type inverting circuit, the comparison circuit is configured by using the threshold voltage of the inverting circuit, and the capacitor is used as the output current of the photocoupler. Its main feature is that it uses a simple triangular wave generation circuit that charges with.

〔作用〕[Action]

本発明は、従来の制御回路に対して、次の差異がある。 The present invention has the following differences from the conventional control circuit.

従来技術では、三角波発生回路により一定の三角波
を発生させて、比較回路の入力としているのに対し、本
発明では三角波発生回路をフォトカップラとコンデンサ
により構成し、コンデンサ充電時の充電電圧を三角波と
して利用するとともに、出力側からの信号に応じて充電
電圧の傾きを変化させるという、制御信号伝達の機能ま
でもたせていること。
In the prior art, a triangular wave generation circuit is used to generate a constant triangular wave for input to the comparison circuit, whereas in the present invention, the triangular wave generation circuit is composed of a photocoupler and a capacitor, and the charging voltage when charging the capacitor is a triangular wave. In addition to being used, it also has a control signal transmission function that changes the slope of the charging voltage according to the signal from the output side.

発振回路を消費電力の少ないC−MOS形の反転回路I
Cを用いて構成していること(従来技術ではバイポーラ
形の発振回路を用いていた。) 従来技術では、一定の三角波電圧と変動する出力側
からの制御信号とを比較回路に入力してパルス幅制御を
行っていたのに対し、本発明では反転回路としてC−MO
S形の反転回路ICを用い、そのしきい値電圧と、出力側
からの制御信号であるコンデンサの充電電圧とを比較し
て発振・駆動回路に入力してパルス幅制御を行ってい
る。
Oscillation circuit is a C-MOS type inverting circuit with low power consumption I
Configuration using C (A bipolar oscillator circuit was used in the prior art.) In the conventional technology, a constant triangular wave voltage and a fluctuating control signal from the output side are input to a comparison circuit to generate a pulse. While the width control is performed, in the present invention, the C-MO is used as the inverting circuit.
Using an S-type inverting circuit IC, the threshold voltage and the charging voltage of the capacitor, which is a control signal from the output side, are compared and input to the oscillation / driving circuit for pulse width control.

本発明により制御回路の構成が簡易化でき、制御回路の
損失が少なく、耐ノイズ性に優れた他励型スイッチング
電源を構成できる。以下図面により説明する。
According to the present invention, the configuration of the control circuit can be simplified, the loss of the control circuit is small, and the separately excited switching power supply excellent in noise resistance can be configured. This will be described below with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第一の実施例を示す図であって、16は
コンデンサ、17は反転回路、18は発振・駆動回路であ
る。第5図と同じ符号は同じ部分を示す。入力端子1A,1
B間に直流電圧が印加されると、トランス3,スイッチン
グ素子4により、高周波交流に変換され、電圧変換およ
び安定化が行われた後、再びダイオード5およびコンデ
ンサ6により整流平滑され、直流電圧が出力される。直
流出力電圧は、抵抗7および8により検出され、増幅器
9および基準電圧10により、その変動分が誤差増幅さ
れ、フォトカップラ11により入力側に伝達される。い
ま、スイッチング素子4がオンの状態にあるものとし
て、以下スイッチング動作を説明する。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, in which 16 is a capacitor, 17 is an inverting circuit, and 18 is an oscillating / driving circuit. The same reference numerals as those in FIG. 5 indicate the same parts. Input terminal 1A, 1
When a DC voltage is applied between B, it is converted into a high frequency AC by the transformer 3 and the switching element 4, and after voltage conversion and stabilization is performed, it is rectified and smoothed again by the diode 5 and the capacitor 6, and the DC voltage is changed. Is output. The DC output voltage is detected by the resistors 7 and 8, and its variation is error-amplified by the amplifier 9 and the reference voltage 10 and is transmitted to the input side by the photocoupler 11. Now, assuming that the switching element 4 is in the ON state, the switching operation will be described below.

このフォトカップラ11の直流出力により、コンデンサ16
は充電され、その充電電圧が上昇し、ある一定の値を越
えると、反転回路17の出力が低レベルに反転する。発振
・駆動回路18では、この反転信号を受けて、スイッチン
グ素子4をオフに駆動する。この発振・駆動回路18は、
予め定めた発振周期で再びスイッチング素子4をオンに
駆動し、以下同様の動作をくり返す。なお、発振・駆動
回路18の動作については、後述する。
The DC output of this photocoupler 11 causes the capacitor 16
Is charged, and when its charging voltage rises and exceeds a certain value, the output of the inverting circuit 17 is inverted to a low level. The oscillating / driving circuit 18 receives the inverted signal and drives the switching element 4 off. This oscillator / drive circuit 18
The switching element 4 is turned on again at a predetermined oscillation period, and the same operation is repeated thereafter. The operation of the oscillation / drive circuit 18 will be described later.

このように、本構成によれば発振・駆動回路18により、
一定の周期でスイッチング素子4のオン動作をくり返し
つつ、スイッチング素子4のオンからオフへのスイッチ
ングのタイミングをフォトカップラ11からの信号により
制御することが可能である。すなわち、出力電圧が定格
値より高くなると、フォトカップラ11の出力電流が増加
するように出力側制御回路を構成すると、このとき、コ
ンデンサ16の電圧が反転回路17のしきい値電圧に達する
時間が短くなり、反転回路17の出力の反転のタイミング
が早くなるため、スイッチング素子4のオン期間は短く
なり、出力電圧の上昇は抑制され、出力電圧は安定化さ
れる。
Thus, according to this configuration, the oscillation / drive circuit 18
It is possible to control the timing of switching the switching element 4 from ON to OFF by a signal from the photocoupler 11 while repeating the ON operation of the switching element 4 at a constant cycle. That is, when the output side control circuit is configured so that the output current of the photocoupler 11 increases when the output voltage becomes higher than the rated value, the time at which the voltage of the capacitor 16 reaches the threshold voltage of the inverting circuit 17 at this time. Since it becomes shorter and the timing of inverting the output of the inverting circuit 17 becomes earlier, the ON period of the switching element 4 becomes shorter, the rise of the output voltage is suppressed, and the output voltage is stabilized.

以上延べたように本発明によれば、パルス幅制御のため
従来必要とされていた三角波発生回路と比較回路をコン
デンサと反転回路を用いて簡易に構成できるという効果
がある。
As described above, according to the present invention, there is an effect that the triangular wave generating circuit and the comparison circuit, which have been conventionally required for controlling the pulse width, can be easily configured by using the capacitor and the inverting circuit.

また、上記説明から明らかなように、フォトカップラの
出力電流は、コンデンサに充電されるため、高周波ノイ
ズに対して低インピーダンスとなるため、従来の構成に
比べて耐ノイズ特性が向上するという効果も得られる。
In addition, as is apparent from the above description, the output current of the photocoupler is charged in the capacitor and has a low impedance with respect to high frequency noise, so that the noise resistance characteristic is improved compared to the conventional configuration. can get.

第2図は、本発明の第二の実施例であって、19はトラン
ジスタであり、フォトカップラ11の出力を増幅するよう
に構成している。第1図と同じ符号は同じ部分を示す。
一般に、応答速度1μsec以下程度の高速スイッチング
形のフォトカップラは、電流伝達比が約15%程度と低
く、また逆に、電流伝達比が大きいものは、スイッチン
グ速度が遅くなるという欠点がある。このため、スイッ
チング速度の速いフォトカップラを用いると、出力側の
制御回路のバイアス電流を大きくして、フォトカップラ
に大きな電流を供給する必要が生じ、フォトカップラの
定格のアップや制御回路の損失が増加するという問題が
あった。また、スイッチング速度の遅いフォトカップラ
を用いると、フォトカップラは電流駆動形であるにもか
かわらず、スイッチング素子4のオンオフとともに高速
で充放電をくり返すコンデンサの充電の速度を正確に制
御できず、動作が不安定になる場合があるため、スイッ
チング素子の駆動周波数の高い用途には使用できないと
いう問題があった。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which 19 is a transistor, which is configured to amplify the output of the photocoupler 11. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.
In general, a high-speed switching type photocoupler having a response speed of about 1 μsec or less has a low current transfer ratio of about 15%, and conversely, a photocoupler having a high current transfer ratio has a drawback that the switching speed becomes slow. Therefore, if a photocoupler with a high switching speed is used, it is necessary to increase the bias current of the control circuit on the output side to supply a large current to the photocoupler, which increases the rating of the photocoupler and the loss of the control circuit. There was a problem of increase. Further, if a photocoupler with a slow switching speed is used, the charge speed of the capacitor that repeats charging and discharging at high speed cannot be accurately controlled while the switching device 4 is turned on and off, although the photocoupler is a current-driven type. Since the operation may become unstable, there is a problem that it cannot be used for applications where the driving frequency of the switching element is high.

本第二の実施例では、高速のトランジスタを用いて増幅
するため、高速スイッチング形のフォトカップラを用い
ることができるようになるとともに、フォトカップラ
は、トランジスタのベースに直流信号を伝達するだけで
よく、コンデンサ16の充放電に伴う充電電流の変化の影
響を受けないようになるため、低速のフォトカップラも
適用可能となる。これにより、安定で低損失な高速の制
御回路を構成できるという効果がある。
In the second embodiment, since the high-speed transistor is used for amplification, it becomes possible to use a high-speed switching type photocoupler, and the photocoupler need only transfer a DC signal to the base of the transistor. Since it is not affected by the change in the charging current due to the charging / discharging of the capacitor 16, a low speed photocoupler can be applied. As a result, there is an effect that a stable, low-loss and high-speed control circuit can be configured.

第3図は、本発明の第三の実施例であって、発振・駆動
回路18の回路接続を具体的に示したものである。201〜2
05は反転回路、21はコンデンサ、22,23は抵抗、24,25は
ダイオードである。第2図と同じ符号は同じ部分を示
す。17,201〜205はC−MOS形の反転回路(6回路分)を
IC1個のパッケージに内蔵した市販品を用いることがで
きる。反転回路201〜203とコンデンサ21と抵抗22で発振
回路を構成し、コンデンサ21および抵抗22により発振周
期を定め、反転回路17,204および205により、スイッチ
ング素子4のオン期間を制御するパルス幅制御を行う。
FIG. 3 is a third embodiment of the present invention and specifically shows the circuit connection of the oscillation / drive circuit 18. 201 ~ 2
05 is an inverting circuit, 21 is a capacitor, 22 and 23 are resistors, and 24 and 25 are diodes. The same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same parts. 17,201 to 205 are C-MOS type inverting circuits (6 circuits)
It is possible to use a commercial product built in a single IC package. An oscillating circuit is configured by the inverting circuits 201 to 203, the capacitor 21, and the resistor 22, the oscillation cycle is determined by the capacitor 21 and the resistor 22, and pulse width control for controlling the ON period of the switching element 4 is performed by the inverting circuits 17, 204 and 205. .

いま、スイッチング素子4がオンの状態になったものと
する。フォトカップラ11の直流出力により、コンデンサ
16は充電を開始し、その充電電圧が上昇する。コンデン
サ16の充電電圧がある一定の値、すなわち、反転回路17
のしきい値を越えると反転回路17の出力が低レベルに反
転する。すると、反転回路205の出力が高レベルに反転
し,この出力により、反転回路204の出力が低レベルに
反転し、スイッチング素子4をオフに駆動する。この時
点ではまだ、発振回路の反転回路202の出力は高レベル
に維持されているため、コンデンサ16の充電は続き、反
転回路17の出力は低レベルに保たれる。発振回路が予め
定めたオン期間を終了し、オフ期間、すなわち、反転回
路202の出力が低レベルになると、コンデンサ16に蓄積
されていた電荷はダイオード25を通って放電を開始し、
コンデンサ16の充電電圧がある一定の値、すなわち、反
転回路17のしきい値を越えて下がると、反転回路17は反
転し、その出力は高レベルに戻る。しかし、発振回路の
反転回路202の出力は低レベルに維持されているため、
反転回路17の出力は、抵抗23、ダイオード24を通して電
流が流れるため、反転回路205の入力は低レベルに保た
れ、結果として、スイッチング素子4はオフの状態を継
続する。この発振回路のオフ期間にコンデンサ16の電荷
はダイオード25を通って放電される。発振回路の反転回
路202の出力が予め定めたオフ期間を経過し、高レベル
になると、抵抗23、ダイオード24を通して流れていた電
流がなくなるため、反転回路205の入力は高レベルにな
る。したがって反転回路205の出力は低レベルに反転
し、この出力により、反転回路204の出力が高レベルに
反転し,スイッチング素子4をオンに駆動する。同時に
コンデンサ16は充電を開始する。なお、ダイオード24お
よび25は、反転回路202の出力が高レベルのとき、反転
回路205およびコンデンサ16に電流が流入するのを防ぐ
ためのもので、23は電流制限用抵抗である。このよう
に、本実施例3によれば、発振・駆動回路をC−MOS形
の反転回路ICにわずかの抵抗、コンデンサ等を付加する
だけで構成できるため、回路の大幅な簡易化を達成でき
ると共に、C−MOS形のICは消費電力が極めて小さく、
従来のスイッチングレギュレータ用制御ICを用いる場合
に比べ、損失を少なくできるという効果がある。
Now, assume that the switching element 4 is turned on. The DC output of the photocoupler 11 allows the capacitor
16 starts charging and its charging voltage rises. The charging voltage of the capacitor 16 is a constant value, that is, the inverting circuit 17
When the threshold value is exceeded, the output of the inverting circuit 17 is inverted to the low level. Then, the output of the inverting circuit 205 is inverted to a high level, and the output of the inverting circuit 204 is inverted to a low level to drive the switching element 4 off. At this point, the output of the inverting circuit 202 of the oscillation circuit is still maintained at the high level, so that the capacitor 16 continues to be charged and the output of the inverting circuit 17 is maintained at the low level. When the oscillation circuit finishes the predetermined ON period and the OFF period, that is, when the output of the inverting circuit 202 becomes a low level, the charge accumulated in the capacitor 16 starts discharging through the diode 25,
When the charging voltage of the capacitor 16 drops below a certain value, that is, the threshold value of the inverting circuit 17, the inverting circuit 17 inverts and its output returns to a high level. However, since the output of the inverting circuit 202 of the oscillation circuit is maintained at a low level,
Since the output of the inverting circuit 17 has a current flowing through the resistor 23 and the diode 24, the input of the inverting circuit 205 is maintained at a low level, and as a result, the switching element 4 continues to be in the off state. During the off period of this oscillator circuit, the charge of the capacitor 16 is discharged through the diode 25. When the output of the inverting circuit 202 of the oscillating circuit becomes high level after the lapse of a predetermined off period, the current flowing through the resistor 23 and the diode 24 disappears, so that the input of the inverting circuit 205 becomes high level. Therefore, the output of the inverting circuit 205 is inverted to the low level, and the output of the inverting circuit 204 is inverted to the high level by this output, and the switching element 4 is driven on. At the same time, the capacitor 16 starts charging. Note that the diodes 24 and 25 are for preventing current from flowing into the inverting circuit 205 and the capacitor 16 when the output of the inverting circuit 202 is at a high level, and 23 is a current limiting resistor. As described above, according to the third embodiment, the oscillation / driving circuit can be configured by simply adding a few resistors and capacitors to the C-MOS type inverting circuit IC, so that the circuit can be greatly simplified. At the same time, the power consumption of the C-MOS type IC is extremely small,
Compared with the case of using the conventional switching regulator control IC, there is an effect that the loss can be reduced.

反転回路は反転回路ICを用いて構成する他、第4図に示
すように低損失なC−MOS形NANDゲートICのNANDゲート2
07〜209を用いて構成する方法もあり、これによれば、
第3図の第三の実施例で必要であった抵抗23が不要とな
るため、さらに低損失をはかることができる。なお、NA
NDゲート208、209の接続は、反転回路204と同じ動作を
行うことを示している。
The inverting circuit is constructed by using the inverting circuit IC, and as shown in FIG. 4, the NAND gate 2 of the low-loss C-MOS NAND gate IC is used.
There is also a method to configure using 07-209, according to
Since the resistor 23, which is required in the third embodiment shown in FIG. 3, is no longer necessary, the loss can be further reduced. NA
The connection of the ND gates 208 and 209 indicates that the same operation as the inverting circuit 204 is performed.

第4図の構成は第3図の構成に比べて、ICの個数が1個
増加するが、損失を約数十mW低減できるという効果があ
る。よって、第3図と第4図の構成は、要求条件により
選択的に使い分けることが適当である。
The configuration of FIG. 4 increases the number of ICs by one as compared with the configuration of FIG. 3, but has an effect of reducing loss by several tens of mW. Therefore, it is appropriate to selectively use the configurations shown in FIGS. 3 and 4 selectively according to requirements.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、説明したように、本発明によれば、パルス幅制御
の他励型スイッチング電源の制御回路を、C−MOS形反
転回路IC,コンデンサ等を用いて構成しているため、構
成が大幅に簡易化できるとともに、制御回路の損失が少
なく、耐ノイズ性に優れた他励型スイッチング電源を構
成できるという利点がある。したがって、電源全体の損
失に占める制御回路損失の占める割合の大きな小容量出
力の他励型スイッチング電源に用いることにより、電源
の効率を大幅に高めることができる。また、本制御回路
は低損失で部品点数も少ないことから、ハイブリッドIC
化による他励型スイッチング電源の小形化に適用して効
果が大きい。
As described above, according to the present invention, the control circuit of the pulse width control separately excited switching power supply is configured by using the C-MOS type inverting circuit IC, the capacitor, etc. There is an advantage that a separately excited switching power supply that is simple and has little loss in the control circuit and excellent noise resistance can be configured. Therefore, the efficiency of the power supply can be significantly increased by using the small-capacity output separately-excited switching power supply in which the control circuit loss accounts for a large proportion of the entire power supply loss. In addition, this control circuit has a low loss and a small number of parts, so a hybrid IC
The effect is large when applied to miniaturization of separately excited switching power supply.

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

第1図は本発明の第一の実施例を示す回路図、第2図,
第3図は本発明のそれぞれ第二,第三の実施例を示す回
路図、第4図は発振・駆動回路の実施例、第5図は従来
の他励型スイッチング電源の制御回路である。 1A,1B…入力端子、2,6…入力および出力平滑コンデン
サ、3…トランス、4…スイッチング素子、5,24,25…
ダイオード、7,8…電圧検出用抵抗、9…増幅器、10…
基準電圧、11…フォトカップラ、12…比較増幅器、13…
駆動回路、14…発振器、15…三角波発生回路、16,21…
コンデンサ、17,201〜205…反転回路、18…発振・駆動
回路、19…トランジスタ、22,23…抵抗
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing second and third embodiments of the present invention, FIG. 4 is an embodiment of an oscillation / driving circuit, and FIG. 5 is a control circuit of a conventional separately excited switching power supply. 1A, 1B ... Input terminals, 2, 6 ... Input and output smoothing capacitors, 3 ... Transformer, 4 ... Switching element, 5, 24, 25 ...
Diodes, 7,8 ... Resistors for voltage detection, 9 ... Amplifiers, 10 ...
Reference voltage, 11 ... Photo coupler, 12 ... Comparison amplifier, 13 ...
Drive circuit, 14 ... Oscillator, 15 ... Triangular wave generation circuit, 16, 21 ...
Capacitors, 17,201 to 205 ... Inversion circuits, 18 ... Oscillation / driving circuits, 19 ... Transistors, 22,23 ... Resistors

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾形 努 東京都武蔵野市縁町3丁目9番11号 日本 電信電話株式会社武蔵野電気通信研究所内 (72)発明者 鈴木 和也 東京都豊島区高田1丁目18番1号 オリジ ン電気洋式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−133165(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Tsutomu Ogata 3-9-11 Enmamachi, Musashino-shi, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation Musashino Electro-Communications Research Laboratory (72) Inventor Kazuya Suzuki 1 Takada, Toshima-ku, Tokyo No. 18-1 Origin of Western Electric Company (56) Reference JP-A-58-133165 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スイッチング素子とトランスを用い,前記
スイッチング素子をパルス幅制御して電圧変換と出力の
安定化をする他励型スイッチング電源において, 第1のC−MOS形反転回路の出力を第2のC−MOS形反転
回路の入力に接続し,前記第2のC−MOS形反転回路の
出力を第3のC−MOS形反転回路の入力に接続し,前記
第3のC−MOS形反転回路の出力を抵抗を介して前記第
1のC−MOS形反転回路の入力に接続するとともに,前
記前記第2のC−MOS形反転回路の出力を第1のコンデ
ンサを介して前記第1のC−MOS形反転回路の入力に接
続し,前記第2のC−MOS形反転回路の出力を発振回路
の出力とした発振回路と, 前記他励型スイッチング電源の出力を検出し,基準電圧
と比較して前記出力の変動量に応じた制御信号を作成す
る制御信号発生回路と, 前記制御信号発生回路の出力を受けるフォトカップラ
と, 前記フォトカップラの出力信号電流によって充電される
第2のコンデンサと, 前記第2のコンデンサの一端と前記フォトカップラの出
力側との接続部に接続した,前記第2のコンデンサの充
電電圧が内蔵されたしきい値電圧を越えると出力を反転
する第4のC−MOS形反転回路と, 前記発振回路の出力と前記第4のC−MOS形反転回路の
出力とをNAND動作回路の入力に接続し,前記NAND動作回
路の出力を,第5のC−MOS形反転回路を通して前記ス
イッチング素子を駆動する駆動回路と, 前記発振回路の出力がオフの期間に前記第2のコンデン
サを放電する手段と,を備えて,前記スイッチング素子
をパルス幅制御することを特徴とする他励型スイッチン
グ電源の制御回路。
1. A separately-excited switching power supply, which uses a switching element and a transformer to control the pulse width of the switching element to perform voltage conversion and output stabilization, wherein the output of the first C-MOS type inverting circuit is The second C-MOS type inverting circuit is connected to the input of the second C-MOS type inverting circuit, and the output of the second C-MOS type inverting circuit is connected to the input of the third C-MOS type inverting circuit. The output of the inverting circuit is connected to the input of the first C-MOS type inverting circuit via a resistor, and the output of the second C-MOS type inverting circuit is connected to the first capacitor via the first capacitor. Connected to the input of the C-MOS type inverting circuit, the output of the second C-MOS type inverting circuit is used as the output of the oscillating circuit, and the output of the separately-excited switching power supply is detected to obtain a reference voltage. A control signal generator that creates a control signal according to the amount of fluctuation of the output compared with Circuit, a photocoupler for receiving the output of the control signal generating circuit, a second capacitor charged by an output signal current of the photocoupler, and a connection between one end of the second capacitor and an output side of the photocoupler A fourth C-MOS type inverting circuit connected to the circuit section for inverting the output when the charging voltage of the second capacitor exceeds the built-in threshold voltage, the output of the oscillating circuit and the fourth C A drive circuit for connecting the output of the MOS type inversion circuit to the input of the NAND operation circuit and driving the output of the NAND operation circuit through the fifth C-MOS type inversion circuit to drive the switching element; Means for discharging the second capacitor while the output is off, and controlling the pulse width of the switching element, the control circuit for the separately excited switching power supply.
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