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JPH11136939A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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Publication number
JPH11136939A
JPH11136939AJP31117797AJP31117797AJPH11136939AJP H11136939 AJPH11136939 AJP H11136939AJP 31117797 AJP31117797 AJP 31117797AJP 31117797 AJP31117797 AJP 31117797AJP H11136939 AJPH11136939 AJP H11136939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
switching power
winding
switch element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31117797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yamaguchi
浩之 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon IncfiledCriticalCanon Inc
Priority to JP31117797ApriorityCriticalpatent/JPH11136939A/en
Publication of JPH11136939ApublicationCriticalpatent/JPH11136939A/en
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Abstract

Translated fromJapanese

(57)【要約】 (修正有)【課題】広範囲の交流入力電圧に対応できる小形、軽量
のスイッチング電源を提供する。【解決手段】同一巻数、同一線径の2つの巻線で1次巻
線を構成するトランスにおいて、2つの1次巻線の巻き
始め同士、巻き終わり同士を各々スイッチ部品で接続
し、さらに一方の巻線の巻き終わりと他方の巻線の巻き
始めをスイッチ素子で接続するように構成し、交流入力
電圧を整流平滑した電圧の正極側を一方の1次巻線の巻
き始めに接続し、負極側は主スイッチ素子を介して他方
の1次巻線の巻き終わりに接続するように構成したスイ
ッチング電源において、交流入力電圧の高低に応じて、
高いときには2つの該1次巻線を直列に、低いときには
2つの該1次巻線を並列に切り替える。構成に加えて、
交流入力電圧を整流平滑した電圧を検知して主スイッチ
素子をオンオフ制御する回路を数個の抵抗素子と半導体
素子で構成する。
(57) [Summary] (Modified) [PROBLEMS] To provide a small and lightweight switching power supply that can cope with a wide range of AC input voltage. In a transformer in which a primary winding is formed by two windings having the same number of turns and the same wire diameter, winding start and winding end of two primary windings are connected by switch components, respectively. The winding end of the winding and the winding start of the other winding are connected by a switch element, and the positive side of the voltage obtained by rectifying and smoothing the AC input voltage is connected to the winding start of one primary winding, In a switching power supply configured so that the negative electrode side is connected to the end of the other primary winding via the main switch element, depending on the level of the AC input voltage,
When high, the two primary windings are switched in series, and when low, the two primary windings are switched in parallel. In addition to the configuration,
A circuit that detects a voltage obtained by rectifying and smoothing an AC input voltage and controls on / off of a main switch element includes several resistance elements and a semiconductor element.

Description

Translated fromJapanese
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、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.

【0002】[0002]

【従来の技術】交流入力電圧は地域によって100V系
と200V系に大別される。従来、スイッチング電源に
おいて、100V系と200V系の電圧ステップで切り
替えて入力し、安定した直流出力電圧を得るための種々
の回路構成が提案されている。
2. Description of the Related Art An AC input voltage is roughly classified into a 100 V system and a 200 V system depending on the region. 2. Description of the Related Art Conventionally, various circuit configurations have been proposed in switching power supplies for switching between and inputting voltage steps of 100 V and 200 V to obtain a stable DC output voltage.

【0003】しかし、従来のスイッチング電源におい
て、トランスの巻数比は一定であったため、交流電圧の
切り換えに応じて、2次側整流ダイオードへの印加電圧
のせん頭値は変化する。従って、広範囲な交流入力電圧
の変化に対応して、耐圧の高い整流ダイオードを選択す
ること、及びトランスが大きくなる欠点がある。又、そ
れを避けるために、倍電圧整流の切り換え回路やアクテ
ィブフィルタ回路などが利用されてきたが、回路構成が
複雑化することや大型化する欠点がある。
However, in the conventional switching power supply, since the turns ratio of the transformer is constant, the peak value of the voltage applied to the secondary rectifier diode changes according to the switching of the AC voltage. Therefore, there are disadvantages in that a rectifier diode having a high withstand voltage is selected in response to a wide range of change in the AC input voltage, and that the transformer becomes large. In order to avoid this, a switching circuit for voltage doubler rectification, an active filter circuit, and the like have been used, but there are disadvantages in that the circuit configuration is complicated and the size is increased.

【0004】前述の欠点を解消するためのスイッチング
電源が特開平05−015150号公報に提案されてい
る。図3は、前記特開平05−015150号公報に記
載のスイッチング電源の回路図である。図3の回路図に
おいて、V1は交流入力電源、RC1は整流装置、Q
2、Q3、Q4、Q5はトランジスタ等の主スイッチ素
子、D1、D2、D3、D4、D5は整流ダイオード、
C1、C2はコンデンサ、T1はトランス、n11、n
12はトランスT1の同一巻数N1の1次巻線、n2は
巻数N2のT1の2次巻線、DR2、DR3、DR4、
DR5はQ2、Q3、Q4、Q5の駆動回路、L1はチ
ョークコイルである。
A switching power supply for overcoming the above-mentioned disadvantage has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-015150. FIG. 3 is a circuit diagram of the switching power supply described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-015150. In the circuit diagram of FIG. 3, V1 is an AC input power supply, RC1 is a rectifier, Q
2, Q3, Q4, Q5 are main switch elements such as transistors, D1, D2, D3, D4, D5 are rectifier diodes,
C1 and C2 are capacitors, T1 is a transformer, n11, n
12 is a primary winding of the transformer T1 with the same number of turns N1, n2 is a secondary winding of T1 with the number of turns N2, DR2, DR3, DR4,
DR5 is a drive circuit for Q2, Q3, Q4, Q5, and L1 is a choke coil.

【0005】1次巻線n11の一端(図の正極側)に主
スイッチ素子Q2を、又、他端(図の負極側)に主スイ
ッチ素子Q3を直列接続する回路と、他の1次巻線n1
2の一端(図の正極側)に主スイッチ素子Q4を、又、
他端(図の負極側)に主スイッチ素子Q5を直列接続す
る回路の二組を形成する。その二組の回路を、整流装置
RC1の出力側、即ち、コンデンサC2の両端に接続す
る。又、整流ダイオードD3、D4、D5はトランスT
1の磁束のリセット用として接続する。更に、整流ダイ
オードD4はそのアノードを1次巻線n11の他端(図
の負極側)に、又、カソードを1次巻線n12の一端
(図の正極側)に接続するごとく構成する。
A circuit in which a main switch element Q2 is connected to one end (positive side in the figure) of the primary winding n11, a main switch element Q3 is connected in series to the other end (negative side in the figure), and another primary winding Line n1
2 has a main switch element Q4 at one end (the positive electrode side in the figure),
Two sets of circuits for connecting the main switch element Q5 in series are formed at the other end (negative electrode side in the figure). The two sets of circuits are connected to the output side of the rectifier RC1, that is, to both ends of the capacitor C2. The rectifier diodes D3, D4 and D5 are connected to a transformer T.
1 is connected for resetting the magnetic flux. Further, the rectifier diode D4 is configured such that its anode is connected to the other end (negative electrode side in the figure) of the primary winding n11 and its cathode is connected to one end (positive electrode side in the figure) of the primary winding n12.

【0006】しかし、この従来例の回路構成では、コン
デンサC2の両端の電圧VC2により2つのモードがあ
る。第1モードとして、VC2が低い場合(例えば、入
力電圧100Vを整流したVC2のとき)、主スイッチ
素子Q2、Q3、Q4、Q5を同時にオンオフ制御し、
1次巻線n11、n12に並列に電流を流す。そのと
き、巻数N2の2次巻線n2にはVC2・N2/N1の
電圧が発生し、整流ダイオードD1、D2で整流し、チ
ョークコイルL1、コンデンサC1で平滑し、直流出力
を得る。
However, in this conventional circuit configuration, there are two modes depending on the voltage VC2 across the capacitor C2. In the first mode, when VC2 is low (for example, when VC2 is obtained by rectifying the input voltage of 100 V), the main switch elements Q2, Q3, Q4, and Q5 are simultaneously turned on and off,
A current is passed in parallel to the primary windings n11 and n12. At this time, a voltage of VC2 · N2 / N1 is generated in the secondary winding n2 having the number of turns N2, rectified by the rectifier diodes D1 and D2, and smoothed by the choke coil L1 and the capacitor C1 to obtain a DC output.

【0007】第2モードとして、VC2が高い場合(例
えば、入力電圧200Vを整流したVC2のとき)、主
スイッチ素子Q3、Q4オフしておき、主スイッチQ
2、Q5をオンオフ制御し、整流ダイオードD4によっ
て1次巻線n11、n12に直列に電流を流す。そのと
き、巻数N2の2次巻線n2にはVC2・N2/(2・
N1)の電圧が発生し、整流ダイオードD1、D2で整
流し、チョークコイルL1、コンデンサC1で平滑し、
直流出力を得る。第1モード、第2モード共、主スイッ
チ素子のオフ時においては整流ダイオードD3、D4、
D5によりトランスT1の磁束を復帰させる。
In the second mode, when VC2 is high (for example, when VC2 is obtained by rectifying an input voltage of 200 V), the main switch elements Q3 and Q4 are turned off and the main switch Q4 is turned off.
2. On / off control of Q5 is performed, and a current flows in series to the primary windings n11 and n12 by the rectifier diode D4. At that time, the secondary winding n2 having the number of turns N2 is VC2 · N2 / (2 ·
N1) is generated, rectified by the rectifier diodes D1 and D2, and smoothed by the choke coil L1 and the capacitor C1.
Get DC output. In both the first mode and the second mode, the rectifier diodes D3, D4,
The magnetic flux of the transformer T1 is restored by D5.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のスイッチング電源においては、次のような問題
点があった。
However, the above-mentioned conventional switching power supply has the following problems.

【0009】スイッチング電源においては、スイッチ素
子のオンオフの切り換えの瞬間にスイッチング損失が発
生する。上記したスイッチング電源では、第1モードに
おいてQ2、Q3、Q4、Q5の4つのスイッチ素子を
同時にオンオフ制御するため、一般のスイッチング電源
に比べてスイッチング損失が4倍になる。また、第2モ
ードにおいても、Q2、Q5の2つのスイッチ素子を使
用するため、一般のスイッチング電源に比べてスイッチ
ング損失が2倍になる。
In a switching power supply, a switching loss occurs at the moment when the switching element is turned on and off. In the switching power supply described above, the four switching elements Q2, Q3, Q4, and Q5 are simultaneously turned on and off in the first mode, so that the switching loss is four times as large as that of a general switching power supply. Also, in the second mode, since two switching elements Q2 and Q5 are used, the switching loss is doubled as compared with a general switching power supply.

【0010】本発明の第1の目的は、同一巻数、同一線
径の2つのトランス1次巻線を備えるスイッチング電源
において、交流入力電圧の高低に応じて、高いときには
2つのトランス1次巻線を直列に接続し、低いときには
並列に接続するようにスイッチ素子を切り換えるような
簡単な構成によって、トランス1次側の主スイッチ素子
およびトランス2次側の整流ダイオードおよび電力変換
用のトランスの損失を増加させることなく、広範囲の交
流入力電圧に対応できる小形、軽量のスイッチング電源
を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a switching power supply provided with two transformer primary windings having the same number of turns and the same wire diameter. Are connected in series, and the switching elements are switched so as to be connected in parallel when the power is low, thereby reducing the loss of the main switching element on the primary side of the transformer, the rectifying diode on the secondary side of the transformer, and the transformer for power conversion. An object of the present invention is to provide a small and lightweight switching power supply that can support a wide range of AC input voltage without increasing the power supply.

【0011】本発明の第2の目的は、上記第1の目的を
達成するための構成に、簡単な回路を付加するだけで、
スイッチ切り換えの間違いによる交流入力の異電圧投入
に対して、スイッチング電源を保護する機能を提供する
ことにある。
A second object of the present invention is to add a simple circuit to the structure for achieving the first object,
An object of the present invention is to provide a function of protecting a switching power supply against a different voltage applied to an AC input caused by an error in switch switching.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、本発明は、同一巻数、同一線径の2つの巻線
で1次巻線を構成するトランスにおいて、該2つの1次
巻線の巻き始め同士、巻き終わり同士を各々スイッチ部
品で接続し、さらに一方の該巻線の巻き終わりと他方の
該巻線の巻き始めをスイッチ素子で接続するように構成
し、交流入力電圧を整流平滑した電圧の正極側を一方の
該1次巻線の巻き始めに接続し、負極側は主スイッチ素
子を介して他方の該1次巻線の巻き終わりに接続するよ
うに構成したスイッチング電源において、交流入力電圧
の高低に応じて、高いときには2つの該1次巻線を直列
に、低いときには2つの該1次巻線を並列に切り替える
構成を特徴とする。
In order to achieve the first object, the present invention provides a transformer comprising a primary winding composed of two windings having the same number of turns and the same wire diameter. The start of winding of the next winding and the end of winding are connected by switch components, and the end of winding of one of the windings and the start of winding of the other winding are connected by a switch element. The positive side of the voltage obtained by rectifying and smoothing the voltage is connected to the beginning of winding of one of the primary windings, and the negative side is connected to the end of winding of the other primary winding via the main switch element. The switching power supply is characterized in that the two primary windings are switched in series when the AC input voltage is high, and the two primary windings are switched in parallel when the AC input voltage is low.

【0013】上記構成において、トランス1次側のスイ
ッチ素子およびトランス2次側の整流ダイオードおよび
電力変換用のトランスの損失を増加させることなく、広
範囲の交流入力電圧に対応する小形、軽量のスイッチン
グ電源を提供することが可能となる。
In the above configuration, a small and lightweight switching power supply that can handle a wide range of AC input voltage without increasing the loss of the switching element on the primary side of the transformer, the rectifier diode on the secondary side of the transformer, and the transformer for power conversion. Can be provided.

【0014】上記第2の目的を達成するため、本発明
は、上記構成に加えて、交流入力電圧を整流平滑した電
圧を検知して主スイッチ素子をオンオフ制御する回路を
数個の抵抗素子と半導体素子で構成していることを特徴
とする。
In order to achieve the second object, the present invention, in addition to the above configuration, further comprises a circuit for detecting a voltage obtained by rectifying and smoothing the AC input voltage and controlling the main switch element to be turned on and off with several resistance elements. It is characterized by comprising a semiconductor element.

【0015】上記構成において、スイッチ切り換えの間
違いによる交流入力の異電圧投入に対して、スイッチン
グ電源の動作を停止させて保護する機能を提供すること
が可能となる。
In the above configuration, it is possible to provide a function of stopping the operation of the switching power supply to protect against the application of a different voltage to the AC input due to an error in switch switching.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は、本発明の実施例1のスイッチング
電源の回路図である。以下、図1を参照して説明する。
なお、図3と同じ部分には同一符号を付加してある。
Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.
The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

【0017】図1において、V1は交流入力電圧、RC
1は整流装置、Q1は電界効果トランジスタ等の主スイ
ッチ素子、D1は整流ダイオード、C1、C2はコンデ
ンサ、T1はトランス、n11、n12はトランスT1
の同一巻数N1、同一線径の1次巻線、n2はトランス
T1の巻数N2の2次巻線、DR1はQ1の駆動回路、
SW1、SW2は3つの端子を持ち、うち1つの端子を
支点として他の2点へ接触可能なスイッチ部品である。
なお、SW1、SW2のスイッチ部品は説明し易くする
ために、3つの端子に番号を振っている。すなわち、支
点を0として他の2点をそれぞれ1、2とする。
In FIG. 1, V1 is an AC input voltage, RC
1 is a rectifier, Q1 is a main switch element such as a field effect transistor, D1 is a rectifier diode, C1 and C2 are capacitors, T1 is a transformer, n11 and n12 are transformers T1.
, A primary winding having the same winding number N1 and the same wire diameter, n2 is a secondary winding having a winding number N2 of the transformer T1, DR1 is a driving circuit of Q1,
SW1 and SW2 are switch components having three terminals, one of which can be used as a fulcrum to contact another two points.
Note that the switch components of SW1 and SW2 are numbered at three terminals for ease of description. That is, the fulcrum is set to 0, and the other two points are set to 1 and 2, respectively.

【0018】1次巻線n11の巻き始めに整流平滑され
た入力電圧の正極側、すなわちC2の正極側を接続し、
n12の巻き終わりにC2の負極側から電界効果トラン
ジスタ等の主スイッチ素子Q1を介して接続する。駆動
回路DR1を主スイッチ素子Q1のゲート端子へ接続す
る。n12の巻き始めにSW1の支点0を接続し、端子
1をn11の巻き始めに接続する。n11の巻き終わり
にSW2の支点0を接続し、端子1をn12の巻き終わ
りに接続する。SW1、SW2の残りの端子2同士を接
続する。
At the beginning of the winding of the primary winding n11, the positive side of the input voltage rectified and smoothed, that is, the positive side of C2 is connected,
At the end of the winding of n12, the negative electrode side of C2 is connected via a main switch element Q1 such as a field effect transistor. The drive circuit DR1 is connected to the gate terminal of the main switch element Q1. The fulcrum 0 of SW1 is connected to the beginning of winding of n12, and the terminal 1 is connected to the beginning of winding of n11. The fulcrum 0 of SW2 is connected to the end of winding of n11, and the terminal 1 is connected to the end of winding of n12. The remaining terminals 2 of SW1 and SW2 are connected to each other.

【0019】図1は、コンデンサC2の両端の電圧VC
2により2つのモードがある。第1モードとして、VC
2が低い場合(例えば、交流入力電圧100Vを整流平
滑したVC2のとき)、スイッチSW1、SW2をとも
に端子1の方へ切り換え、主スイッチ素子Q1をオンオ
フ制御し、1次巻線n11、n12に並列に電流を流
す。そのとき、2次巻線n2にはVo+VC2・N2/
N1の電圧が発生し、整流ダイオードD1で整流し、コ
ンデンサC1で平滑し、直流電圧を得る。
FIG. 1 shows the voltage VC across the capacitor C2.
There are two modes according to 2. As the first mode, VC
2 is low (for example, when VC2 is obtained by rectifying and smoothing an AC input voltage of 100 V), the switches SW1 and SW2 are both switched to the terminal 1, the main switch element Q1 is turned on and off, and the primary windings n11 and n12 are controlled. Apply current in parallel. At that time, Vo + VC2 / N2 /
The voltage of N1 is generated, rectified by the rectifier diode D1, smoothed by the capacitor C1, and a DC voltage is obtained.

【0020】第2モードとして、VC2が高い場合(例
えば、交流入力電圧200Vを整流平滑したVC2のと
き)、スイッチSW1、SW2をともに端子2の方へ切
り換え、主スイッチ素子Q1をオンオフ制御し、1次巻
線n11、n12に直列に電流を流す。そのとき、2次
巻線n2にはVo+VC2・N2/(2・N1)の電圧
が発生し、整流ダイオードD1で整流し、コンデンサC
1で平滑し、直流電圧を得る。
In the second mode, when VC2 is high (for example, when VC2 is obtained by rectifying and smoothing an AC input voltage of 200 V), both switches SW1 and SW2 are switched to the terminal 2, and the main switch element Q1 is turned on and off. A current flows in series through the primary windings n11 and n12. At this time, a voltage of Vo + VC2 / N2 / (2 · N1) is generated in the secondary winding n2, rectified by the rectifier diode D1, and
Smoothing by 1 to obtain a DC voltage.

【0021】トランス1次側のスイッチ素子およびトラ
ンス2次側の整流ダイオードおよび電力変換用のトラン
スの損失を増加させることなく、広範囲の交流入力電圧
に対応する小形、軽量のスイッチング電源を提供するこ
とが可能となる。
Provided is a small and lightweight switching power supply that can handle a wide range of AC input voltage without increasing losses of a switching element on a transformer primary side, a rectifier diode on a transformer secondary side, and a transformer for power conversion. Becomes possible.

【0022】(実施例2)図2は、上記実施例1の図1
のスイッチング電源に交流入力の異電圧保護用の回路を
付加した場合の回路図である。なお、図1と同一部分に
は同じ符号を付している。以下、図2を使って説明す
る。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram in a case where a circuit for protecting a different voltage of an AC input is added to the switching power supply of FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

【0023】図2において、R1、R2、R3、R4は
抵抗素子、Q6はpnpトランジスタ、Q7はnpnト
ランジスタ、ZD1はツェナーダイオード、SW3、S
W4は3つの端子を持ち、そのうち1つの端子を支点と
して他の2点への接触可能なスイッチ部品である。
In FIG. 2, R1, R2, R3, and R4 are resistance elements, Q6 is a pnp transistor, Q7 is an npn transistor, ZD1 is a Zener diode, SW3, S
W4 is a switch component having three terminals, one of which can be used as a fulcrum to make contact with the other two points.

【0024】抵抗素子R1とR2を直列に接続し、抵抗
素子R1の他端をコンデンサC2の正極側に接続し、抵
抗素子R2の他端をコンデンサC2の負極側に接続す
る。抵抗素子R3の一端をC2の正極側に接続し、他端
をツェナーダイオードZD1のカソードに接続する。ツ
ェナーダイオードZD1のアノードをコンデンサC2の
負極側に接続する。pnpトランジスタQ6のエミッタ
をスイッチSW3の支点0に接続し、ベースをスイッチ
SW4の支点0に接続し、コレクタは抵抗素子R4を介
してnpnトランジスタQ7のベースに接続する。トラ
ンジスタQ7のコレクタを主スイッチ素子Q1のゲート
端子へ接続し、トランジスタQ7のエミッタを主スイッ
チ素子Q1のソース端子へ接続する。スイッチSW3の
端子2を抵抗素子R3とツェナーダイオードZD1の中
点に接続し、端子1を抵抗素子R1とR2の中点に接続
する。スイッチSW3の端子2をスイッチSW4の端子
1に接続し、スイッチSW3の端子1をスイッチSW4
の端子2へ接続する。スイッチSW1、SW2、SW
3、SW4の端子1あるいは端子2への接続切り換え
は、全て連動する。
The resistance elements R1 and R2 are connected in series, the other end of the resistance element R1 is connected to the positive electrode side of the capacitor C2, and the other end of the resistance element R2 is connected to the negative electrode side of the capacitor C2. One end of the resistance element R3 is connected to the positive electrode side of C2, and the other end is connected to the cathode of the Zener diode ZD1. The anode of the Zener diode ZD1 is connected to the negative electrode of the capacitor C2. The emitter of pnp transistor Q6 is connected to fulcrum 0 of switch SW3, the base is connected to fulcrum 0 of switch SW4, and the collector is connected to the base of npn transistor Q7 via resistor R4. The collector of transistor Q7 is connected to the gate terminal of main switch element Q1, and the emitter of transistor Q7 is connected to the source terminal of main switch element Q1. The terminal 2 of the switch SW3 is connected to the midpoint between the resistance element R3 and the Zener diode ZD1, and the terminal 1 is connected to the midpoint between the resistance elements R1 and R2. The terminal 2 of the switch SW3 is connected to the terminal 1 of the switch SW4, and the terminal 1 of the switch SW3 is connected to the switch SW4.
To terminal 2. Switches SW1, SW2, SW
3. Switching of connection of SW4 to terminal 1 or terminal 2 is all linked.

【0025】抵抗素子R1、R2、ツェナーダイオード
ZD1の常数を以下のように設定する。交流入力電圧が
高いとき(例えば200Vのとき)と低いとき(例えば
100Vのとき)の中間交流入力電圧(例えば150
V)を印加したときのC2の両端の電圧をVC2avg
とおく。VC2avgを抵抗素子R1、R2で分圧した
値VC2avg・R1/(R1+R2)と等しいツェナ
ー電圧を有するツェナーダイオードZD1を選定する。
The constants of the resistance elements R1, R2 and the zener diode ZD1 are set as follows. An intermediate AC input voltage (for example, 150 V) when the AC input voltage is high (for example, 200 V) and low (for example, 100 V).
V2) is the voltage across C2 when V) is applied.
far. A Zener diode ZD1 having a Zener voltage equal to the value VC2avg · R1 / (R1 + R2) obtained by dividing VC2avg by the resistance elements R1 and R2 is selected.

【0026】第1モード、すなわちスイッチSW1、S
W2、SW3、SW4を端子1へ接続し、低い交流入力
電圧(例えば、100V)に対応した回路構成をとって
いる場合(または、逆に、交流入力電圧が高い(例え
ば、200V)場合に、スイッチSW1〜4で第1モー
ドを誤って設定したとき)について説明する。もし、1
50V以上の交流電圧(例えば200V)が入力される
と、トランジスタQ6のベース電位よりもエミッタ電位
の方が高くなり、トランジスタQ6がオフからオンにな
り、トランジスタQ7をオフからオンにする。この結
果、主スイッチ素子Q1のゲート・ソース間がほぼ短絡
状態に至り、主スイッチ素子Q1のスイッチング動作が
停止して電源の破壊を避ける。
The first mode, that is, the switches SW1 and S
When W2, SW3, and SW4 are connected to the terminal 1 and a circuit configuration corresponding to a low AC input voltage (for example, 100 V) is taken (or conversely, when the AC input voltage is high (for example, 200 V), (When the first mode is incorrectly set by the switches SW1 to SW4). If 1
When an AC voltage of 50 V or more (for example, 200 V) is input, the emitter potential becomes higher than the base potential of the transistor Q6, the transistor Q6 is turned on from off, and the transistor Q7 is turned on from off. As a result, the gate-source of the main switch element Q1 is almost short-circuited, the switching operation of the main switch element Q1 is stopped, and the power supply is prevented from being destroyed.

【0027】一方、第2モード、すなわちSW1、SW
2、SW3、SW4を端子2へ接続し、高い交流入力電
圧(例えば200V)に対応した回路構成をとっている
場合(または、逆に、交流入力電圧が低い(例えば、1
00V)場合に、スイッチSW1〜4で第2モードを誤
って設定したとき)について説明する。もし、150V
以下の交流電圧(例えば100V)が入力されると、ト
ランジスタQ6のベース電位よりもエミッタ電位の方が
高くなり、トランジスタQ6がオフからオンになり、ト
ランジスタQ7をオフからオンにする。この結果、主ス
イッチ素子Q1のゲート・ソース間がほぼ短絡状態に至
り、主スイッチ素子Q1のスイッチング動作が停止して
電源の破壊を避ける。
On the other hand, the second mode, that is, SW1, SW
2, SW3 and SW4 are connected to the terminal 2 and a circuit configuration corresponding to a high AC input voltage (for example, 200 V) is adopted (or conversely, the AC input voltage is low (for example, 1
00V) when the second mode is incorrectly set by the switches SW1 to SW4). If 150V
When the following AC voltage (for example, 100 V) is input, the emitter potential becomes higher than the base potential of the transistor Q6, the transistor Q6 is turned on from off, and the transistor Q7 is turned on from off. As a result, the gate-source of the main switch element Q1 is almost short-circuited, the switching operation of the main switch element Q1 is stopped, and the power supply is not destroyed.

【0028】図2に示す実施例2のスイッチング電源に
おける新たな効果は、簡単な回路を付加するだけで、ス
イッチの切り換え間違いによる交流入力の異電圧投入に
対して電源の破壊を避けることが可能になるという点で
ある。
The new effect of the switching power supply according to the second embodiment shown in FIG. 2 is that it is possible to avoid the destruction of the power supply when a different voltage is applied to the AC input due to erroneous switching by simply adding a simple circuit. The point is that

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トランス1次側のスイッチ素子及びトランス2次側の整
流ダイオードおよび電力変換用のトランスの損失を増加
させることなく、広範囲の交流入力電圧に対応する小
形、軽量のスイッチング電源が得られる。
As described above, according to the present invention,
A small and lightweight switching power supply that can handle a wide range of AC input voltage can be obtained without increasing the loss of the switching element on the transformer primary side, the rectifier diode on the transformer secondary side, and the transformer for power conversion.

【0030】また、本発明によれば、簡単な回路を付加
するだけで、スイッチの切り換え間違いによる交流入力
の異電圧投入に対して電源の破壊を避けることができ
る。
Further, according to the present invention, it is possible to avoid the destruction of the power supply when a different voltage is applied to the AC input due to erroneous switching by simply adding a simple circuit.

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

【図1】図1は、本発明の実施例1のスイッチング電源
の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の実施例2のスイッチング電源
の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a switching power supply according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図3は、従来例のスイッチング電源の回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional switching power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

C1、C2 コンデンサ D1、D2、D3、D4、D5 整流ダイオード DR1、DR2、DR3、DR4、DR5 主スイッ
チ素子の駆動回路 L1 チョークコイル Q1、Q2、Q3、Q4、Q5 主スイッチ素子 R1、R2、R3、R4 抵抗素子 RC1 整流装置 SW1、SW2、SW3、SW4 3端子のスイッチ
部品 T1 トランス n11 T1の1次巻線 n12 T1の1次巻線 n2 T1の2次巻線 V1 交流入力電源
C1, C2 Capacitors D1, D2, D3, D4, D5 Rectifier diodes DR1, DR2, DR3, DR4, DR5 Main switch element drive circuit L1 Choke coil Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 Main switch elements R1, R2, R3 , R4 Resistive element RC1 Rectifier SW1, SW2, SW3, SW4 Switch terminal of three terminals T1 Transformer n11 Primary winding of T1 Primary winding of T12 Primary winding of T2 Secondary winding of T1 V1 AC input power supply

Claims (11)

Translated fromJapanese
【特許請求の範囲】[Claims]【請求項1】 同一巻数、同一線径の2つの巻線で1次
巻線を構成するトランスを用いるスイッチング電源にお
いて、該2つの1次巻線の巻き始め同士、巻き終わり同
士を各々スイッチ部品で接続し、さらに一方の1次巻線
の巻き終わりと他方の1次巻線の巻き始めをスイッチ部
品で接続するように構成し、交流入力を整流平滑した電
圧の正極側を一方の該1次巻線の巻き始めに接続し、負
極側は主スイッチ素子を介して他方の該1次巻線の巻き
終わりに接続するように構成し、交流入力電圧が高いと
きには2つの該1次巻線を直列に、低いときには2つの
該1次巻線を並列に切り替えることを特徴とするスイッ
チング電源。
1. A switching power supply using a transformer having a primary winding composed of two windings having the same number of turns and the same wire diameter, wherein the two primary windings are switched at the beginning and at the end of a switch component. And the end of the winding of one primary winding and the beginning of the winding of the other primary winding are connected by a switch component. The secondary winding is connected at the beginning of winding, and the negative side is connected to the winding end of the other primary winding via the main switch element. When the AC input voltage is high, the two primary windings are connected. A switching power supply characterized in that the two primary windings are switched in parallel when the primary winding is low.
【請求項2】 請求項1記載のスイッチング電源におい
て、2つの1次巻線を直列に接続したときに低い交流電
圧を入力した場合、または2つの該1次巻線を並列に接
続したときに高い交流電圧を入力した場合に該スイッチ
ング電源のスイッチング動作を停止させる機能を有する
回路を付加したことを特徴とする請求項1記載のスイッ
チング電源。
2. The switching power supply according to claim 1, wherein a low AC voltage is input when the two primary windings are connected in series, or when the two primary windings are connected in parallel. 2. The switching power supply according to claim 1, further comprising a circuit having a function of stopping a switching operation of the switching power supply when a high AC voltage is input.
【請求項3】 入力電圧供給源から入力電圧が供給され
る2つの1次巻線と、出力電圧を発生する1つの2次巻
線を有するトランスと、 該トランスの2つの1次巻線の並列接続(第1モード)
と直列接続(第2モード)を切り換えるスイッチ素子
と、 入力電圧供給源と前記トランスの1次巻線との間に接続
され、オン/オフ制御されて入力電圧供給源からの電圧
を前記トランスの1次巻線にスイッチング動作で供給す
る主スイッチ素子と、 を有することを特徴とするスイッチング電源。
3. A transformer having two primary windings to which an input voltage is supplied from an input voltage supply source, a transformer having one secondary winding for generating an output voltage, and two primary windings of the transformer. Parallel connection (first mode)
And a switch element for switching a series connection (second mode), and a switch element connected between an input voltage supply source and a primary winding of the transformer and controlled on / off to apply a voltage from the input voltage supply source to the transformer. A switching power supply, comprising: a main switch element that supplies a primary winding by a switching operation.
【請求項4】 請求項3記載のスイッチング電源におい
て、前記入力電圧供給源から供給される電圧が低い場
合、前記スイッチ素子は第1モードに設定され、前記入
力電圧供給源から供給される電圧が高い場合、前記スイ
ッチ素子は第2モードに設定されることを特徴とするス
イッチング電源。
4. The switching power supply according to claim 3, wherein when the voltage supplied from the input voltage supply is low, the switch element is set to a first mode, and the voltage supplied from the input voltage supply is When high, the switching element is set to a second mode.
【請求項5】 請求項3記載のスイッチング電源におい
て、前記入力電圧供給源は、交流入力電圧を整流して直
流電圧を出力する整流装置と、該整流装置からの直流電
圧を平滑にする平滑用コンデンサーとから成ることを特
徴とするスイッチング電源。
5. The switching power supply according to claim 3, wherein the input voltage supply source is configured to rectify an AC input voltage and output a DC voltage, and to smooth the DC voltage from the rectifier. A switching power supply comprising a capacitor.
【請求項6】 請求項3記載のスイッチング電源におい
て、前記スイッチ素子は、第1モードのとき、前記2つ
の1次巻線の巻き始め同士および巻き終わり同士を接続
して2つの1次巻線を並列接続し、第2モードのとき、
一方の1次巻線の巻き終わりと他方の1次巻線の巻き始
めを接続して2つの1次巻線を直列接続する2つのスイ
ッチ部品からなることを特徴とするスイッチング電源。
6. The switching power supply according to claim 3, wherein in the first mode, the switch element connects two winding ends of the two primary windings to each other so that two primary windings are connected. Are connected in parallel, and in the second mode,
A switching power supply comprising two switch parts for connecting one winding end of a primary winding and the winding start of another primary winding to connect two primary windings in series.
【請求項7】 請求項3記載のスイッチング電源におい
て、前記スイッチ素子のモードを設定する際、前記入力
電圧供給源から供給される電圧に対応しないモードを設
定した場合、前記主スイッチ素子をオフに維持して前記
トランスへの電圧の供給を停止するモード誤設定検知手
段をさらに有することを特徴とするスイッチング電源。
7. The switching power supply according to claim 3, wherein, when setting a mode of the switch element, when a mode not corresponding to a voltage supplied from the input voltage supply source is set, the main switch element is turned off. A switching power supply, further comprising mode erroneous setting detection means for maintaining and stopping supply of voltage to the transformer.
【請求項8】 請求項7記載のスイッチング電源におい
て、前記モード誤設定検知手段は、前記入力電圧供給源
の電圧を分圧する分圧手段と、前記入力電圧供給源の電
圧から定電圧を発生する定電圧発生手段と、前記分圧手
段で発生した分圧電圧と前記定電圧発生手段で発生した
定電圧の印加を前記第1モードまたは第2モードに応じ
て切り換える第2スイッチ素子と、該第2スイッチ素子
によって前記分圧電圧または定電圧が印加される端子が
切り換えられる第3スイッチ素子と、有し、前記スイッ
チ素子のモードを設定する際、前記入力電圧供給源から
供給される電圧に対応しないモードを設定した場合、第
3スイッチ素子がオンし、第3スイッチ素子のオンによ
って、前記主スイッチ素子がオフされて、オフ状態が維
持されることを特徴とするスイッチング電源。
8. The switching power supply according to claim 7, wherein the mode setting error detecting means generates a constant voltage from the voltage of the input voltage supply, and a voltage dividing means for dividing the voltage of the input voltage supply. A constant voltage generating means, a second switch element for switching application of a divided voltage generated by the voltage dividing means and a constant voltage generated by the constant voltage generating means in accordance with the first mode or the second mode; A third switch element for switching a terminal to which the divided voltage or the constant voltage is applied by a two-switch element, wherein the third switch element corresponds to a voltage supplied from the input voltage supply source when setting a mode of the switch element In a case where a mode not to be set is set, the third switch element is turned on, and the main switch element is turned off when the third switch element is turned on, so that the off state is maintained. And switching power supply.
【請求項9】 請求項8記載のスイッチング電源におい
て、前記第3スイッチ素子はトランジスタであり、前記
分圧電圧および定電圧が切り換えられて印加される端子
は前記トランジスタのベースおよびエミッタであり、モ
ード誤設定の際、前記トランジスタがオンし、前記トラ
ンジスタのオンによって、前記主スイッチ素子がオフさ
れて、オフ状態が維持されることを特徴とするスイッチ
ング電源。
9. The switching power supply according to claim 8, wherein the third switch element is a transistor, and terminals to which the divided voltage and the constant voltage are switched and applied are a base and an emitter of the transistor. The switching power supply, wherein the transistor is turned on when the setting is wrong, and the main switch element is turned off by the turning on of the transistor, and the off state is maintained.
【請求項10】 請求項7乃至9のいずれか1つに記載
のスイッチング電源において、前記2つの1次巻線を並
列に接続したときに(第1モードのときに)高い交流電
圧を入力した場合に、または前記2つの1次巻線を直列
に接続したときに(第2モードのときに)低い交流電圧
を入力した場合、前記主スイッチ素子がオフされて、オ
フ状態が維持されることを特徴とするスイッチング電
源。
10. The switching power supply according to claim 7, wherein a high AC voltage is input when the two primary windings are connected in parallel (in a first mode). In the case, or when a low AC voltage is input when the two primary windings are connected in series (during the second mode), the main switching element is turned off and the off state is maintained. A switching power supply.
【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか1つのス
イチング電源において、前記トランスの前記2つの1次
巻線は同一巻数、同一線径で形成されていることを特徴
とするスイッチング電源。
11. The switching power supply according to claim 1, wherein the two primary windings of the transformer have the same number of turns and the same wire diameter.
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