(57)【要約】【課題】二次側の検出回路やフォトカプラの伝達回路を必要とせず、簡単な回路で入力電圧を補正することができる新規なＤＣ／ＤＣコンバータ回路を提供する。【解決手段】一次−二次間が絶縁されたトランス１の巻線に直列に接続される主スイッチング素子２を備えるスイッチング回路を設け、主スイッチング素子２をＰＷＭ制御する事で二次側の出力電圧を安定化させるＤＣ／ＤＣコンバータ回路において、ＰＷＭ駆動パルスを発振する駆動回路３を設け、この駆動回路３の出力を主スイッチング素子２の制御端子に接続するとともに、入力電圧に反比例した電圧レベルを出力する補正回路４を接続してあることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ回路。【選択図】図１
2004201385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次−二次間が絶縁されたトランスの巻線に直列に接続される主スイッチング素子を備えるスイッチング回路を設け、主スイッチング素子をＰＷＭ制御する事で二次側の出力電圧を安定化させるＤＣ／ＤＣコンバータ回路において、ＰＷＭ駆動パルスを発振する駆動回路を設け、この駆動回路の出力を前記主スイッチング素子の制御端子に接続するとともに、入力電圧に反比例した電圧レベルを出力する補正回路に接続してあることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ回路。
【請求項２】
前記補正回路は、抵抗とコンデンサとを備え、これらを直列に接続して構成し、前記抵抗を前記駆動回路に接続してあることを特徴とする請求項１記載のＤＣ／ＤＣコンバータ回路。
【請求項３】
前記補正回路を、二次側の出力の状態を一次側で検出する状態検出回路に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＤＣ／ＤＣコンバータ回路。
【請求項４】
前記状態検出回路は、二次側の出力電圧と比例する一次側の補助巻き線の平滑電圧を、二次側出力電圧の電圧レベルとして間接的に検出する出力電圧検出回路であることを特徴とする請求項３記載のＤＣ／ＤＣコンバータ回路。
【請求項５】
前記状態検出回路は、一次側の入力電流を検出することで間接的に二次側の出力電流を検出する電流検出回路であることを特徴とする請求項３記載のＤＣ／ＤＣコンバータ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次−二次間が絶縁され、二次側にＦＥＴからなり、入力電圧を補正する回路を備えたＤＣ／ＤＣコンバータ回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、従来のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を示す。１はトランス、２は主スイッチング素子、７はトランス１の一次側にある補助巻き線電圧を平滑した補助出力電圧回路、５は電圧検出回路である。このＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、一次−二次間が絶縁されたトランス１の巻線に直列に接続される主スイッチング素子２を備えるスイッチング回路を設け、主スイッチング素子２をＰＷＭ制御する事で二次側の出力電圧を安定化している。また、二次側の電圧を一次側で間接的に検出する方法として、二次側の出力電圧に比例するトランス１の補助巻き線電圧を平滑して出力される補助出力電圧回路７の出力電圧を検出する電圧検出回路５を設けてある。
【０００３】
しかし、一次側の状態検出による間接的な検出方法は、特に入力電圧の変動により検出レベルが変動し、実際の二次側の状態と誤差が生じてくるため、別途補正回路が必要となる。このとき、検出レベルの変動が入力電圧と反比例する場合、補正回路としては、入力電圧の抵抗分圧等で得られる入力電圧検出値を反転させるインバータ回路が必要となってくる。またこのインバータ回路は、オペアンプ等の半導体を使用した複雑な回路となるため、コストが高くなり、実装面積が大きくなる等の問題が発生する。
【０００４】
また、トランスの一次側電流を制御することによって、その二次側から得られる出力電圧の安定化制御を行う電源において、二次側の出力電流を制限する値を一次側の入力電圧の変動によらず一定に保つよう補正する方法として、入力電圧を分圧し、この電圧を可変電圧生成回路で可変し、比較基準電圧として比較回路に与えて、入力電圧に反比例した制御量を得て、電流検出値に補正をかける手段がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２５２９０８号公報（第３−４頁、第１−２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、可変電圧生成回路の構成が複雑なうえ（特許文献１第２図参照）、比較回路も必要となり、部品点数が多くなるという課題が生じた。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、二次側の検出回路やフォトカプラの伝達回路を必要とせず、簡単な回路で入力電圧を補正することができる新規なＤＣ／ＤＣコンバータ回路を提供する。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】
上記目的を達成するためになされた本発明は、ＰＷＭ駆動パルスを発振する駆動回路を設け、この駆動回路の出力を前記主スイッチング素子の制御端子に接続するとともに、前記駆動回路に、入力電圧を反比例させる補正回路を接続してあることにより、主スイッチング素子に接続した駆動回路から発振するＰＷＭ駆動パルスを平滑化した電圧により、入力電圧に反比例した補正を状態検出回路の検出値に対して行うことができるため、二次側の検出回路やフォトカプラの伝達回路を必要とせずに、回路を簡略化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明ＤＣ／ＤＣコンバータ回路に係る実施例を説明する。本発明に係る同期整流回路の実施例を図１及び図２に示す。１はトランス、２は主スイッチング素子、３は駆動回路、４は補正回路、５は電圧検出回路、６は電流検出回路、７は補助出力電圧回路、８は電圧検出回路、９は比較回路である。
【００１０】
図１図示の本実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、二次側出力電圧を一次側の補助巻き線平滑電圧で検出する回路を設けたＤＣ／ＤＣコンバータ回路である。このＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、一次−二次間が絶縁されたトランス１の巻線に直列にＭＯＳＦＥＴからなる主スイッチング素子２を接続し、二次側に整流素子２１と出力チョーク２２と平滑コンデンサ２３とを備えたスイッチング回路を設けてあり、主スイッチング素子２をＰＷＭ制御する事で二次側の出力電圧を安定化させるものである。ＰＷＭ駆動パルスを発振する駆動回路３を設けてあり、この駆動回路３の出力を主スイッチング素子２のゲートに接続してあるとともに、駆動回路３に、電圧検出回路５を接続してある。この電圧検出回路５は入力電圧に反比例した電圧を生成する補正回路４と補助出力電圧回路７とを備え、駆動回路３の出力は補正回路４に接続されており、補助出力電圧回路７はトランス１に設けた補助巻線に発生したパルス電圧を平滑して出力するものである。
【００１１】
この補正回路４は、抵抗１１とコンデンサ１２とを備え、これらを直列に接続して構成してあり、抵抗１１を駆動回路３に接続してある。抵抗１１とコンデンサ１２との接続部に、抵抗を２つ直列に接続してなる電圧検出回路８を接続し、この電圧検出回路８に出力電圧回路７を接続してある。出力電圧回路７は、スイッチング回路の二次側と同様に、整流素子１３と出力チョーク１４と平滑コンデンサ１５とを備え、出力チョーク１４と平滑コンデンサ１５とのフィルタで補助巻線電圧を平滑化するように構成してあり、スイッチング回路の出力電圧と補助出力電圧回路７の出力電圧とが、二次巻線と補助巻線との巻線比に比例するように構成してある。また、この補助出力電圧回路７と電圧検出回路８とが接続してあることから、補助出力電圧回路７で平滑化された補助巻線電圧のレベルを電圧検出回路８で検出することができる。また、本実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、基準電圧と補助巻線電圧とを比較する比較回路９を設けてあり、電圧検出回路８の出力を比較回路９の負側の入力に接続し、基準回路電源を比較回路９正側の入力に接続してある。
【００１２】
本実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、以上のように構成してあり、以下のように作用する。主スイッチング素子２に駆動回路３からＰＷＭ制御された駆動パルス信号が送られ、主スイッチング素子２はオンとオフとを繰り返し、トランス１の一次巻線に電流が流れる。トランス１の一次巻線に電流が流れると同時に、二次巻線及び補助巻線に電流が流れる。駆動回路３からＰＷＭ制御された駆動パルス信号は補正回路４にも送られる。補正回路４に送られた信号を補正回路４に設けた抵抗１１がコンデンサ１２によりチャージする。その結果、駆動回路３の信号がオンすると、補正回路４の電圧は緩やかに上昇する。また、駆動回路３の信号がオフすると、コンデンサ１２が放電し、補正回路４の電圧は緩やかに下降する。
【００１３】
これを繰り返すことにより、補正回路４の出力電圧は駆動回路３の信号の平均値に近い波形になる。また、ＰＷＭ制御した場合、入力電圧が高いほど駆動回路３の信号のオン時間が短く、逆に入力電圧が低いほど駆動回路３の信号のオン時間が長い。即ち、入力電圧が高い場合、平均化された電圧値は低くなり、入力電圧が低い場合逆に高くなるため、補正回路４の出力電圧は入力電圧と反比例した電圧となる。
【００１４】
補助出力電圧回路７の出力電圧は、理想的には二次側の出力電圧が変らない限りは入力電圧に依存せず一定で、二次側の変動に追従するが、現実的には入力電圧変動により入力電流値が変化し、ラインドロップの変動が発生したり、電源効率の変動による主スイッチのオン幅が変動する事により、二次側出力電圧が一定でも一次側の補助巻き線電圧が入力電圧により変動することになる。入力電圧の変動に対し補助巻き線電圧が比例している場合、これを検出する電圧検出回路５の検出レベルに補正をかけないと、実際の二次側の出力電圧と一次側の間接検出電圧とに誤差が発生する事になる。
【００１５】
ここで、入力電圧が上昇すると補正回路４の出力電圧が下降し、入力電圧に比例した補助出力電圧回路７の出力電圧は、電圧検出回路８と補正回路４の出力により補正がかかり、比較回路９での負側の入力レベルでは一定に保つことができる。
【００１６】
図２図示の本実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、一次側のピーク電流を検出する事で間接的に二次側の出力電流を検出する回路を設け、過電流保護を行う回路を備えたＤＣ／ＤＣコンバータ回路である。このＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、一次−二次間が絶縁されたトランス１の巻線に直列にＭＯＳＦＥＴからなる主スイッチング素子２を接続し、二次側に整流素子２１と出力チョーク２２と平滑コンデンサ２３とを備えたスイッチング回路を設けてあり、主スイッチング素子２をＰＷＭ制御する事で二次側の出力電圧を安定化させるものである。ＰＷＭ駆動パルスを発振する駆動回路３を設けてあり、この駆動回路３の出力を主スイッチング素子２のゲートに接続してあるとともに、駆動回路３に、過電流検出回路６を接続してある。この過電流検出回路６は補正回路４を備えてある。
【００１７】
この補正回路４は、抵抗１１とコンデンサ１２とを備え、これらを直列に接続して構成してあり、抵抗１１を駆動回路３に接続してある。抵抗１１とコンデンサ１２との接続部に電圧検出回路８を接続し、この電圧検出回路８は主スイッチング素子２のソースに接続してある。また、主スイッチング素子２のソースには電流検出抵抗１６を接続してある。また、本実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、基準電圧と電圧変換された一次側のピーク電流レベルとを比較する比較回路９を設けてあり、電圧検出回路８の出力を比較回路９の負側の入力に接続し、基準回路電源を比較回路９正側の入力に接続してある。
【００１８】
本実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、以上のように構成してあり、以下のように作用する。主スイッチング素子２に駆動回路３からＰＷＭ制御された駆動パルス信号が送られ、主スイッチング素子２はオンとオフとを繰り返し、トランス１の一次巻線に電流が流れる。トランス１の一次巻線に電流が流れると同時に、二次巻線に電流が流れる。駆動回路３からＰＷＭ制御された駆動パルス信号は補正回路４にも送られる。補正回路４に送られた信号を補正回路４に設けた抵抗１１がコンデンサ１２によりチャージする。その結果、駆動回路３の信号がオンすると、補正回路４の電圧は緩やかに上昇する。また、駆動回路３の信号がオフすると、コンデンサ１２が放電し、補正回路４の電圧は緩やかに下降する。
【００１９】
これを繰り返すことにより、補正回路４の出力電圧は駆動回路３の信号の平均値に近い波形になる。また、ＰＷＭ制御した場合、入力電圧が高いほど駆動回路３の信号のオン時間が短く、逆に入力電圧が低いほど駆動回路３の信号のオン時間が長い。即ち、入力電圧が高い場合、平均化された電圧値は低くなり、入力電圧が低い場合逆に高くなるため、補正回路４の出力電圧は入力電圧と反比例した電圧となる。しかし、一次側のピーク電流は二次側の電流が一定の場合、一次電流の電流傾斜が入力電圧に対して比例して高くなるため、過電流検出回路６における検出レベルは入力電圧によって変動する事になり、二次側の出力電流値と間接的に検出した電流値とに誤差が生じることになる。
【００２０】
ここで、入力電圧が上昇すると補正回路４の出力電圧が下降し、入力電圧に比例した一次側ピーク電流値の電圧変換されたレベルは、電圧検出回路８と補正回路４の出力により補正がかかり、比較回路９での負側の入力レベルを一定に保つことができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動パルスを発振する駆動回路を設け、この駆動回路の出力を前記主スイッチング素子の制御端子に接続するとともに、前記駆動回路に、入力電圧に反比例する出力を得る補正回路を接続してあることにより、主スイッチング素子に接続した駆動回路から発振するＰＷＭ駆動パルスを平滑化した電圧により、入力電圧に反比例した補正を状態検出回路の検出値に対して行うことができるため、二次側の検出回路やフォトカプラの伝達回路を必要とせずに、回路を簡略化でき、間接的な出力電圧制御や、過電圧検出、過電流検出等の補正に用いることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例を示す回路図である。
【図２】図１図示実施例とは別の実施例を示す回路図である。
【図３】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  トランス
２  主スイッチング素子
３  駆動回路
４  補正回路
５  電圧検出回路
６  電流検出回路
７  補助出力電圧回路
８  電圧検出回路
９  比較回路
１１  抵抗
１２  コンデンサ
１３  整流素子
１４  チョークコイル
１５  コンデンサ
１６  電流検出抵抗
２１  整流素子
２２  出力チョークコイル
２３  平滑コンデンサ
【図１】
2004201385.tif 000003
【図２】
2004201385.tif 000004
【図３】
2004201385.tif 000005