(57)【要約】【課題】２次側のレギュレータ装置、及びフォトカプラを使用せずにトランスの１次側のみにて２次側の出力電圧、出力電流の制御を行い、コストダウンを可能にしたスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】２次側出力を制御するための制御巻線を１次側に内設したスイッチングトランスと、前記制御巻線の一方端側にアノードが接続された整流ダイオードと、この整流ダイオードのカソード側とグラウンドライン間に接続された平滑コンデンサと、前記整流ダイオードのカソード側にカソードが接続されたツェナーダイオードと、このツェナーダイオードからの電流を増幅させメイントランジスタの制御を行うサブトランジスタのベース電流を供給する２次側制御用トランジスタとを設けた。【選択図】  図２
2004320856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＣＣ方式の回路構成において、２次側出力を制御するための制御巻線を１次側に内設したスイッチングトランスと、前記制御巻線の一方端側にアノードが接続された整流ダイオードと、この整流ダイオードのカソード側とグラウンドライン間に接続された平滑コンデンサと、前記整流ダイオードのカソード側にカソードが接続されたツェナーダイオードと、このツェナーダイオードからの電流を増幅させメイントランジスタの制御を行うサブトランジスタのベース電流を供給する２次側制御用トランジスタと、この２次側制御用トランジスタのベースとグラウンドライン間に接続された位相補正用コンデンサとを備え、所定の２次側出力電圧を出力することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
ＲＣＣ方式の回路構成において、前記スイッチングトランスに内設されたベース巻線の一方端側と前記サブトランジスタのベース間に接続された抵抗を備え、所定の２次側出力電圧及び出力電流を出力することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
ＲＣＣ方式の回路構成において、前記サブトランジスタのベースとグラウンドライン間に接続され、スイッチング周波数を調整しているコンデンサを、前記サブトランジスタのベースと前記スイッチングトランスのベース巻線間に接続された分圧抵抗の間に接続することにより、入力電圧の変動に対し２次側出力電流の変動を低減することを特徴とする請求項１、及び２記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチング電源に関し、詳しくは電子機器等に所定の直流電圧と直流電流を供給するスイッチング電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＣＣ回路を有するスイッチング電源の代表例として広く知られているＡＣアダプタの出力電流、及び出力電圧の制御方法は、図４において、電源１０１より供給されたＡＣ入力電圧を整流部１０２、及び平滑部１０３によりＤＣ電源に変換し、そのＤＣ電源をメイントランジスタ１０５のスイッチングによってパルス変換してスイッチングトランス１０４へ供給する事により出力側回路部へ出力し、その出力電圧１１３、及び出力電流１１４を出力電圧検出回路部１０９、及び出力電流検出回路部１１０にて検出し、その検出結果を出力伝達回路部１１１を通じてサブトランジスタ１１２の制御を行うことによりメイントランジスタ１０５のスイッチング制御を行いＡＣアダプタの出力電圧１１３、及び出力電流１１４の出力制御を行っている。
【０００３】
このようなＲＣＣ方式の回路構成を持ったＡＣ−ＤＣ変換装置であるＡＣアダプタでは、一般的に、電圧検出回路部１０９、及び出力電流検出回路部１１０の機能を有するレギュレータ装置と、出力伝達回路部１１１の機能を有するフォトカプラとを用いて２次側の出力電圧１１３、及び出力電流１１４を制御している。
【０００４】
また、図５のスイッチング電源装置の構成によれば、トランス２の１次側のみにて２次側の出力電圧Ｖ２の定電圧制御を行うことができるので、２次側のレギュレータ装置、及び２次側から１次側へのフィードバック用のフォトカプラを用いる必要がなくなりコストダウンが実現できる（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３０４７７８号公報（第１頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
２次側から１次側へのフィードバックを行うスイッチング制御方法では、出力電圧検出回路１０９、及び出力電流検出回路１１０の機能を有するレギュレータ回路と、出力伝達回路１１１の機能を有するフォトカプラはＲＣＣ回路を構成する重要な部品であり、安価な部品ではないため上記部品がスイッチング電源製品の材料費に占める割合は大きい。
【０００７】
また図５に示す従来のスイッチング制御方法では、制御回路８ａは一次巻線２ａと同相に巻かれたバイアス巻線２ｃの逆起電圧により発生する出力電圧Ｖ４を利用するものである。一般的にスイッチングトランスの巻線に発生する逆起電圧はリンギング成分を多く含んでいることから、出力電圧Ｖ４をほぼ一定に保った状態で、さらに２次側の出力精度を向上させることは容易ではなく、追加する部品が多数必要となり、製品化するには課題が多すぎる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するもので電圧検出回路１０９、及び出力電流検出回路１１０の機能を有するレギュレータ回路と、出力伝達回路部１１１の機能を有するフォトカプラとを使用せず、スイッチングトランスに２次側制御用巻線を内設し１次側での簡易的な制御回路を追加することで安価、かつ容易に、しかも高精度の出力電圧と出力電流が制御できるスイッチング電源を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＲＣＣ方式の回路構成において、２次側出力を制御するための制御巻線を１次側に内設したスイッチングトランスと、前記制御巻線の一方端側にアノードが接続された整流ダイオードと、この整流ダイオードのカソード側とグラウンドライン間に接続された平滑コンデンサと、前記整流ダイオードのカソード側にカソードが接続されたツェナーダイオードと、このツェナーダイオードからの電流を増幅させ、スイッチングトランジスタの制御を行うサブトランジスタのベース電流を供給する２次側制御用トランジスタと、この２次側制御用トランジスタのベースと、グラウンドライン間に接続された位相補正用コンデンサとを備えることにより、２次側に所定の出力電圧を供給する。
【００１０】
さらに、前記ツェナーダイオードの動作電圧の変更により、２次側出力電圧が調整可能となる。
【００１１】
さらに、前記スイッチングトランスに内設されたベース巻線の一方端側と、前記サブトランジスタのベース間に接続された抵抗の定数変更により、２次側出力電流が調整可能となる。
【００１２】
さらに、前記サブトランジスタのベースとグラウンドライン間に接続され、スイッチング周波数を調整しているコンデンサを、前記サブトランジスタのベースと、前記スイッチングトランスのベース巻線間に接続された分圧抵抗の間に接続することにより、入力電圧の変動に対し２次側出力の変動を低減することを可能にしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施例であるＲＣＣ方式スイッチング電源のブロック図を示している。本発明において、２次側の出力電圧を一定に制御するためスイッチングトランス１０４は２次巻線１０４ｃと同相に巻かれた制御巻線１０４ｄを内接し、発生した制御巻線１０４ｄの電圧を整流ダイオード１１９で直流電圧に変換している。スイッチングトランジスタ１０５のオフ期間に制御巻線１０４ｄの電圧が上昇する場合、整流ダイオード１１９に接続されている制御電圧調整用ツェナーダイオード１２０は、印加された電圧がツェナー電圧を超えると電流が流れ、前記２次側制御用トランジスタ１１８にベース電流を供給している。この入力されたベース電流は、２次側制御用トランジスタ１１８の動作により増幅され制御用トランジスタ１１８のコレクタ−エミッタ間の電荷の移動を行い、サブトランジスタ１１２のベース電流を供給している。このような動作によりスイッチングトランジスタ１０５のオン期間が短くなり、スイッチングトランス１０４の２次巻線１０４ｃの出力電圧は低下し、２次側出力電圧１１３はほぼ一定に制御することができる。
【００１５】
また、前記制御巻線１０４ｄの巻数を２次側巻線の巻数に対し十分多くすることで２次側出力電圧は、前記制御電圧調整用ツェナーダイオード１２０の動作電圧を変更することで容易に調整が可能である。
【００１６】
図２は、本発明の第２実施例であるＲＣＣ方式スイッチング電源のブロック図を示している。このスイッチング電源の実施例と、図１の実施例との相違点を中心に説明すると、前記スイッチングトランス１０４に内設されたベース巻線の一方端側と前記サブトランジスタ１１２のベース間にベース電流調整用抵抗２２３を接続する。２次側出力電流１１４を徐々に増加させた場合、前記出力電流１１４がある値に達したときは、前記サブトランジスタ１１２と、前記スイッチング周波数調整用コンデンサ１１５と、前記サブトランジスタ１１２のベース電流調整用抵抗２２３との動作により前記出力電流１１４を制限している。
【００１７】
前記出力電流１１４を制限する値は前記ベース電流調整用抵抗２２３の定数を変更することで容易に調整が可能である。
【００１８】
図３は、本発明の第３実施例であるＲＣＣ方式スイッチング電源のブロック図を示している。図２において、スイッチング周波数調整用コンデンサ１１５はサブトランジスタ１１２のベースとエミッタ間に接続していたが、図３に示すように、スイッチング周波数調整用コンデンサ３１５はサブトランジスタ１１２のベースとスイッチングトランス１０４のベース巻線１０４ｂ間に接続された分圧抵抗３２４、及び３２５の間に接続する。前記スイッチングトランス１０４のベース巻線１０４ｂの電圧と分圧抵抗間の電圧は共にＡＣ入力電圧が増加するほど高くなるが、逆に前記スイッチング周波数調整用コンデンサ１１５の電荷は減少し入力電圧を増加した場合においてもある入力電圧のポイントで出力特性は減少方向に変動する。図２に示した第２実施例においては、入力電圧の増加に伴ない出力電流１１４を制限する値は増加する。しかしながら、図３に示す第３実施例のように回路を構成した場合、例えば入力電圧範囲が１００〜２４０Ｖのようなワールドワイド入力のスイッチング電源においては、定格入力電圧範囲全体での出力特性変動を低減することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】
上記実施例のように、本発明によればＲＣＣ方式の回路構成において、２次側出力を制御するための制御巻線を１次側に内設したスイッチングトランスと、前記制御巻線の一方端側にアノードが接続された整流ダイオードと、この整流ダイオードのカソード側とグラウンドライン間に接続された平滑コンデンサと、前記整流ダイオードのカソード側にカソードが接続されたツェナーダイオードと、このツェナーダイオードからの電流を増幅させメイントランジスタの制御を行うサブトランジスタのベース電流を供給する２次側制御用トランジスタと、この２次側制御用トランジスタのベースとグラウンドライン間に接続された位相補正用コンデンサとを備えることで２次側出力電圧を制御することが可能となる。さらに、前記ツェナーダイオードの動作電圧の選択により容易に２次側出力電圧の設定をすることができる。
【００２０】
さらに、スイッチングトランスのベース巻線間に分圧抵抗を追加し、スイッチング周波数調整用コンデンサの接続を変更することで入力電圧の変動に対し２次側出力電流の変動を低減することが可能となる。
【００２１】
これらの発明により、２次側出力検出の機能を有するレギュレータ装置や出力伝達回路の機能を有するフォトカプラを使用せず、１次側での簡易的な制御回路を追加することで出力電圧と、出力電流を制御することが可能となるスイッチング電源が構成できるので、従来の構成と比べると大幅なコストダウンが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるＲＣＣ方式スイッチング電源のブロック図
【図２】本発明の第２実施例であるＲＣＣ方式スイッチング電源のブロック図
【図３】本発明の第３実施例であるＲＣＣ方式スイッチング電源のブロック図
【図４】従来のＲＣＣ方式スイッチング電源のブロック図
【図５】従来のスイッチング電源の回路図
【符号の説明】
１０１  電源
１０２  整流部
１０３  平滑部
１０４  スイッチングトランス
１０４ａ  スイッチングトランス１０４の１次巻線
１０４ｂ  スイッチングトランス１０４のベース巻線
１０４ｃ  スイッチングトランス１０４の２次巻線
１０４ｄ  スイッチングトランス１０４の制御巻線
１０５  スイッチングトランジスタ
１０６  出力整流ダイオード
１０７  出力平滑コンデンサ
１０８  出力電流検出抵抗
１０９  出力電圧検出回路部
１１０  出力電流検出回路部
１１１  出力伝達回路部
１１２  サブトランジスタ
１１３  出力電圧
１１４  出力電流
１１５  スイッチング周波数調整用コンデンサ
１１６  スイッチングトランジスタ１０５のベース電流調整用抵抗
１１７  スイッチングトランジスタ１０５の駆動用コンデンサ
１１８  ２次側制御用トランジスタ
１１９  制御巻線整流ダイオード
１２０  制御電圧調整用ツェナーダイオード
１２１  位相補正用コンデンサ
１２２  制御巻線１０４ｄの平滑用コンデンサ
２２３  サブトランジスタ１１２のベース電流調整用抵抗
３１５  スイッチング周波数調整用コンデンサ
３２４  出力特性調整用分圧抵抗
３２５  出力特性調整用分圧抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004320856.tif 000006
【図５】
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