(57)【要約】【課題】絶縁型スイッチング電源装置において、特性劣化の可能性のあるフォトカプラを使用せず、パルストランスにより出力電圧の安定化制御を行う。【解決手段】直流電源１と、該直流電源１をスイッチングするスイッチ素子２と、直列接続される一次巻線ｎ１を有するトランス３と、該トランス３の二次巻線ｎ２に接続される整流用および転流用整流素子５，６と、該両整流素子５，６と接続される平滑インダクタ７と、該インダクタ７の他方に接続される平滑コンデンサ８と、該スイッチ素子２を駆動および制御する回路４を有する絶縁型スイッチング電源装置において、トランス３の二次側から一次側スイッチング動作に同期した信号を、出力電圧に応じた波高値に変え、パルストランス１８にて一次側の制御回路４にフィードバックすることで、出力電圧の安定化制御を行うことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、該直流電源をスイッチングするスイッチ素子と、直列接続される一次巻線を有するトランスと、該トランスの二次巻線に接続される整流用および転流用整流素子と、該両整流素子と接続される平滑インダクタと、該インダクタの他方に接続される平滑コンデンサと、該スイッチ素子を駆動および制御する回路を有する絶縁型スイッチング電源装置において、抵抗にて出力電圧検出を行い、基準電圧との誤差電圧を送出する誤差増幅回路と、該トランスの二次側整流部より該スイッチ素子のスイッチング動作と同期した信号を整流ダイオードを通して得て、該誤差増幅回路からの信号により該スイッチ素子のスイッチング動作と同期した信号の波高値を制御するトランジスタと、該トランジスタにて該誤差増幅回路からの信号を受け出力電圧に応じた振幅の信号を二次側から一次側に伝達するパルストランスと、該パルストランスの一次巻線からの信号を整流するダイオードと、該ダイオード出力を平滑するコンデンサと、該コンデンサに並列に接続される抵抗と、該コンデンサにより平滑された信号により該制御回路が該スイッチ素子の導通時間を制御することで出力電圧を安定化制御することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記トランジスタ出力電流をパルストランスの二次巻線に整流ダイオードを接続してあ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】
前記パルストランスの二次巻線の逆電圧をクランプするダイオードを備えてあることを特徴とする請求項１又は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】
本発明は絶縁型スイッチング電源装置の、出力電圧の定電圧制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁型スイッチング電源装置において、出力電圧制御を実現しようとする時には二次側で出力電圧を検出し、フォトカプラを介して一次側に制御信号を伝達し、出力電力の安定化制御を行う方式がある。
【０００３】
絶縁型スイッチング電源装置としては図４に示すような回路構成のものがあり（例えば、特許文献１参照）、直流電源１からの電圧をスイッチ素子２でスイッチングし、トランス３の一次巻線ｎ１より二次巻線ｎ２に伝送され、整流用ダイオード５および転流用ダイオード６によりインダクタ７に電流を流し、コンデンサ８で平滑し直流電圧を負荷に出力する。
【０００４】
出力電圧は電圧検出回路２２にて検出し、誤差増幅回路２３，フォトカプラ２４にて一次側に出力電圧に応じた信号が伝達され、制御回路４では伝達された出力電圧信号に応じたスイッチング動作制御を行い、スイッチ素子２に駆動信号を送出することで出力電圧の安定化制御を行っている。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６３−１９８３８７号公報（第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフォトカプラにより出力電圧制御信号を一次側に伝達することで出力電圧の安定化制御を行う絶縁型スイッチング電源においては、フォトカプラの特性劣化により出力電圧制御の精度も劣化する可能性がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するための本発明のスイッチング電源装置は、フォトカプラを使用せず、パルストランスにより一次／二次間絶縁を保ちつつ出力電圧の安定化制御を精度良く行うことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を表すブロック図で、図２，図３は他の実施例を表すブロック図であり、図１，図２，図３に対応する同一部材には同じ符号としてある。
【０００９】
図１の実施例において１は直流電源であり、該直流電源１はスイッチ素子２とトランス３の一次巻線ｎ１とで直列接続され、該スイッチ素子２でスイッチングし、該トランス３の二次巻線ｎ２から二次側に電力伝送されるように構成してある。二次側には該スイッチ素子２がオン状態にインダクタ７に電流を流す整流用ダイオード５と、該スイッチ素子２がオフ状態に該インダクタ７に蓄積された電流を流す転流用ダイオード６とを備えてある。また、負荷と並列にコンデンサ８を接続し、このコンデンサ８で平滑して直流電圧を負荷に出力するように構成してある。
【００１０】
この回路の出力側には出力電圧を分圧する抵抗１５，１６を接続してあり、この抵抗１５，１６で検出した電圧と基準電圧１７とをオペアンプ１４で比較するように接続し、整流用ダイオード５よりダイオード９のアノードを接続し、このダイオード９のカソードをトランジスタ１０のコレクタに接続してある。また、オペアンプ１４の出力をトランジスタ１０のベースに接続し、このトランジスタ１０のエミッタをパルストランス１８の二次巻線ｎ４に直列接続し、ダイオード９にて該トランス３に二次側より該スイッチ素子２のスイッチング動作に同期した信号を得て、トランジスタ１０にて該オペアンプ１４からの信号を受け出力電圧に応じた振幅の信号とし、パルストランス１８を介して一次側に出力電圧値に応じた信号を伝達するようにしてある。パルストランス１８の一次巻線ｎ３とダイオード１９とを直列接続し、これらとコンデンサ２０とを並列に接続し、一次側にて平滑して制御回路４に入力し、該スイッチ素子２のオン時間を変化させることで出力電圧の安定化制御を行うようにしてある。
【００１１】
また図２の実施例の構成図においては図１の構成図にとほぼ同様であり、トランジスタ１０のエミッタにダイオード１１のアノードを接続し、このダイオード１１のカソードをパルストランス１８の二次巻線ｎ４に直列接続してある。また、このパルストランス１８の二次巻線ｎ４と並列にダイオード１２を接続し、このダイオード１２とダイオード１１のカソードどうしをつき合わせるように接続してある。なお、ダイオード１２は抵抗に置きかえることも可能である。
【００１２】
また図３の実施例においては図１の実施例の整流用ダイオード５と転流用ダイオード６をそれぞれ同期整流ＭＯＳＦＥＴ２５，２６に置き換えた図であり、この場合一次側に同期したスイッチング信号を得る場所として整流用ＭＯＳＦＥＴ２５のゲートとしても前記と同様の効果が得られることを現している。
【００１３】
【実施例】
図１の実施例において直流電源１からの電圧をスイッチ素子２でスイッチングし、トランス３の一次巻線ｎ１より二次巻線ｎ２に伝送され、該スイッチ素子２がオン状態に整流用ダイオード５にてインダクタ７に電流を流し、該スイッチ素子２がオフ状態に転流用ダイオード６により該インダクタ７に蓄積された電流を流し、コンデンサ８で平滑し直流電圧を負荷に出力する際、抵抗１５と抵抗１６により出力電圧を分圧した電圧をオペアンプ１４にて基準電圧１７と比較し、出力電圧を分圧した電圧と該基準電圧１７との誤差電圧を出力し、この電圧によりトランジスタ１０が導通する事で該整流用ダイオード５のカソード側よりダイオード９を通して得た一次側スイッチング動作に同期した信号の波高値を変化させ、パルストランス１８の二次巻線ｎ４に入力する。
【００１４】
パルストランス１８の一次巻線ｎ３からの信号をダイオード１９とコンデンサ２０にて平滑し、抵抗２１にて周波数特性の調整を行い制御回路４に入力し、スイッチ素子２のオン時間を制御することで出力電圧の安定化制御を行っている。
【００１５】
図２の実施例においては、図１の実施例とほぼ同様であるが、ダイオード１１を設けたことにより、ダイオード１１にてトランジスタ１０のスイッチング動作に同期した信号を得て、パルストランス１８を介して一次側に出力電圧値に応じた信号を伝達する。また、ダイオード１２にて逆電圧をクランプしてサージを抑える。
【００１６】
また図３の実施例においても図１の実施例とほぼ同様であるが、整流用ダイオード５と転流用ダイオード６をそれぞれ同期整流ＭＯＳＦＥＴ２５，２６に置き換えたことにより、整流用ＭＯＳＦＥＴ２５のゲートより一次側に同期したスイッチング信号を得られる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明回路においては、フォトカプラを使用すること無く、スイッチ素子のスイッチング動作に同期した信号を二次側から得て、パルストランスを介して一次側にフィードバックできるので、出力電圧の安定化制御を行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例回路構成図
【図２】本発明の別形態実施例回路構成図
【図３】本発明の別形態実施例回路構成図
【図４】従来の実施例回路構成図
【符号の説明】
１    直流電源
２    スイッチ素子
３    トランス
ｎ１  トランスの一次巻線
ｎ２  トランスの二次巻線
４    制御回路
５    ダイオード
６    ダイオード
７    インダクタ
８    コンデンサ
９    ダイオード
１０  トランジスタ
１１  ダイオード
１２  ダイオード
１３  抵抗
１４  オペアンプ
１５  抵抗
１６  抵抗
１７  基準電圧
１８  パルストランス
ｎ３  パルストランスの一次巻線
ｎ４  パルストランスの二次巻線
１９  ダイオード
２０  コンデンサ
２１  抵抗
２２  電圧検出回路
２３  誤差増幅回路
２４  フォトカプラ
２５  整流用同期整流ＭＯＳＦＥＴ
２６  転流用同期整流ＭＯＳＦＥＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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