JP3416863B2 - Power supply - Google Patents
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直流電源より、半導体
素子を利用して交流電圧を発生させ、小型の高周波トラ
ンスまたは、結合用コイル等を介して負荷側に電力を供
給する電源装置に係り、特に、テレビ、ビデオ等のAV
機器、コードレス電話、通信機などの通信機器、電動歯
ブラシ、電動シェーバなど小物家電品、電動工具やアウ
トドア商品、車載機器などに応用して好適な電源装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for generating an AC voltage from a DC power supply using a semiconductor element and supplying power to a load side through a small high frequency transformer or a coupling coil. Personnel, especially AV such as TV and video
The present invention relates to a power supply device suitable for use in equipment, cordless telephones, communication equipment such as communication equipment, small electric appliances such as electric toothbrushes and electric shavers, electric tools and outdoor goods, and in-vehicle equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来例(特開平4−295284号公
報)
図60に示すように、電源3より抵抗R8を通してコン
デンサC2を充電し、この電圧をFET1の閾値電圧以
上にして発振を開始させ、FET1が導通に近い期間、
コンデンサC2の電荷を抵抗R210、ダイオードD1
10、FET1を通して放電させることにより、電源3
の電圧、結合コイルまたは変圧器Tのギャップ等が変化
しても常にC級自励発振動作を安定に行わせるようにし
ている。これによって、従来の商用電源の変圧、整流、
平滑化による直流出力などの方式に比して、高周波で自
励発振動作のため、簡単かつ少ない部品点数で小型の電
源装置が実現されている。2. Description of the Related Art Conventional Example (Japanese Patent Laid-Open No. 4-295284) As shown in FIG. 60, a capacitor C2 is charged from a power source 3 through a resistor R8, and this voltage is made equal to or higher than a threshold voltage of FET1 to start oscillation. While FET1 is close to conduction,
The electric charge of the capacitor C2 is transferred to the resistor R210 and the diode D1.
10, by discharging through FET1, power supply 3
Even if the voltage, the coupling coil, the gap of the transformer T, or the like changes, the class C self-excited oscillation operation is always performed stably. This enables conventional commercial power supply transformation, rectification,
Compared with a method such as DC output by smoothing, a self-excited oscillation operation is performed at a high frequency, so that a simple and small power supply device is realized with a small number of parts.
【0003】従来例(特開平6−70461号公報)
図61に示すように、図60の従来例の回路におい
て、更に、FET1のソース、アースライン間に抵抗R
310,R320を直列接続し、FET1のゲートとア
ースライン間にトランジスタQ1を接続するとともに、
トランジスタQ1のベースを抵抗R310,R320の
接続点に接続している。従来例においては、電源投入
時にFET1のオン時間が長くなり、その間に流れる励
磁電流IDも大きくなるため、FET1がオフした時
に、1次巻線L1に蓄積されるエネルギーによって高レ
ベルのフライバック電圧が発生してFET1が破壊され
る虞れがある。しかし、上記構成によって、これを防止
している。Conventional example (JP-A-6-70461) As shown in FIG. 61, in the conventional circuit of FIG. 60, a resistor R is further provided between the source of the FET1 and the ground line.
310 and R320 are connected in series, and the transistor Q1 is connected between the gate of the FET1 and the ground line.
The base of the transistor Q1 is connected to the connection point of the resistors R310 and R320. In the conventional example, the ON time of the FET1 becomes long when the power is turned on, and the exciting current I D flowing during that time also becomes large. Therefore, when the FET1 is turned off, a high level flyback is generated due to the energy accumulated in the primary winding L1. There is a risk that a voltage is generated and the FET 1 is destroyed. However, the above configuration prevents this.
【0004】従来例の動作について説明する。コンデ
ンサC2の充電により得られるバイアス電圧がFET1
のスレショルド電圧に達するとFET1をオンさせる。
抵抗R210及びダイオードD110の直列回路からな
るバイアス制御回路は、FET1のオン期間中にバイア
ス電圧VG2がFET1のドレイン電圧VFより高くなる
と、バイアス制御回路、FET1を通してコンデンサC
2の電荷を放電させてバイアス電圧VG2を安定させ、発
振動作を安定させるようになっている。また、励磁電流
IDにより抵抗R310,R320間の電圧が上昇して
トランジスタQ1にベース電流が供給されると、トラン
ジスタQ1がオンし、これにより、FET1のゲート電
圧VGが低下して、FET1がオフにされる。このよう
に、電源投入時におけるFET1のオン時間を大幅に短
縮できるので、励磁電流IDによる蓄積エネルギーを適
量に抑制し、FET1のオフ後に発生するフライバック
電圧を低減することができる。The operation of the conventional example will be described. The bias voltage obtained by charging the capacitor C2 is FET1.
When the threshold voltage of is reached, FET1 is turned on.
When the bias voltage V G2 becomes higher than the drain voltage V F of the FET1 during the ON period of the FET1, the bias control circuit including the series circuit of the resistor R210 and the diode D110 causes the capacitor C to pass through the bias control circuit and the FET1.
The electric charge of 2 is discharged to stabilize the bias voltage V G2 and stabilize the oscillation operation. When the voltage between the resistors R310 and R320 rises due to the exciting current I D and the base current is supplied to the transistor Q1, the transistor Q1 turns on, which lowers the gate voltage V G of the FET1 and the FET1. Is turned off. In this way, the on-time of the FET1 when the power is turned on can be greatly shortened, so that the stored energy due to the exciting current I D can be suppressed to an appropriate amount and the flyback voltage generated after the FET1 is turned off can be reduced.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来例の課題
バイアス電圧VG2は、電圧VFよりレベルが高いとき
に、抵抗R210、ダイオードD110を通して放電さ
れることによって、制御されている。電源投入時や負荷
レベルの急変等の過渡時には、共振回路に蓄積されるエ
ネルギー量が大きく変化するため、電圧VFのレベルが
大きく変化するが、電圧VFは制御されていないため、
バイアス電圧VG2のレベルも、これに伴って大きく変化
する。従って、バイアス電圧VG2が低下し過ぎてFET
1をオンすることができなくなり、共振が持続できなく
なって、間欠発振となってしまう場合がある。Problems of the Prior Art Bias voltage V G2 is controlled by being discharged through resistor R210 and diode D110 when the level is higher than voltage V F. During a transition such as power-on or a sudden change in load level, the amount of energy stored in the resonant circuit changes significantly, so that the level of the voltage V F changes greatly, but the voltage V F is not controlled.
The level of the bias voltage V G2 also greatly changes accordingly. Therefore, the bias voltage V G2 drops too much and the FET
In some cases, it becomes impossible to turn on 1 and resonance cannot be maintained, resulting in intermittent oscillation.
【0006】例えば、電源投入時の初回のFET1のオ
ン期間は、バイアス電圧VG2が抵抗R210、ダイオー
ドD110を通して放電され、帰還巻線L3に誘起され
た電圧VGがFET1のスレショルド電圧Vth以下にな
るまでFET1のオンが継続する。このオン期間が長い
ために、図62に示すように、バイアス電圧VG2が低下
し過ぎて、次回のFET1のオン時に、電圧VGが十分
に上昇せず、電圧VFが減衰してしまい、安定した発振
が持続できなくなる。また、入力電源として商用電源を
使用した場合には、電圧VFのピーク電圧が、数百ボル
ト〜一千ボルト程度になるために、ダイオードD110
には、高耐圧素子を用いる必要があり、素子が高価にな
ってしまう。For example, during the first ON period of the FET1 when the power is turned on, the bias voltage V G2 is discharged through the resistor R210 and the diode D110, and the voltage V G induced in the feedback winding L3 is equal to or lower than the threshold voltage V th of the FET1. FET1 continues to be turned on until. Since the ON period is long, the bias voltage V G2 is excessively decreased as shown in FIG. 62, and the voltage V G is not sufficiently increased and the voltage V F is attenuated when the FET 1 is turned on next time. , Stable oscillation cannot be sustained. Further, when a commercial power supply is used as the input power supply, the peak voltage of the voltage V F becomes several hundred volts to 1,000 volts, so that the diode D110 is used.
Therefore, it is necessary to use a high breakdown voltage element, which makes the element expensive.
【0007】また、図60に示した従来例の回路は、
電圧、電流共振型の自励発振回路になっているため、電
源電圧の変化に対して出力が大きく変化するという問題
を有している。しかしながら、一般的な電気機器では、
ほぼ一定の出力が得られることが望ましい。商用電源電
圧は、100V、120V、200V、240Vという
ように世界各国でその電圧値が大きく異なっている。従
って、商用電源を整流平滑して直流電圧を得るようにし
た電源装置を用いた電気機器を世界で使用可能とするた
めには、通常、電源の変動幅を±10%として設計する
ので、これらの電圧安定化回路等を追加しなければなら
ず、生産コストの大幅な増加を招くことになり、上記簡
易回路のメリットが失われてしまう。また、近年、接触
不良を改善するためや、水廻りで使用するために、無接
点で電磁誘導によって電力を伝送するようにした電動歯
ブラシ等が実用化されている。このような、非接触で分
離着脱して使うような電気機器は、特に簡易な回路構成
による小型化及び出力の安定化が望まれている。Further, the circuit of the conventional example shown in FIG.
Since it is a voltage-current resonance type self-excited oscillation circuit, there is a problem in that the output greatly changes with changes in the power supply voltage. However, in general electric equipment,
It is desirable to obtain an almost constant output. The commercial power supply voltage is 100 V, 120 V, 200 V, 240 V, etc., and the voltage values thereof are greatly different in each country of the world. Therefore, in order to make an electric device using a power supply device obtained by rectifying and smoothing a commercial power supply to obtain a DC voltage available in the world, the fluctuation range of the power supply is usually designed to be ± 10%. The voltage stabilizing circuit and the like have to be added, resulting in a large increase in production cost, and the merit of the simple circuit is lost. Further, in recent years, electric toothbrushes and the like which are non-contact and transmit electric power by electromagnetic induction have been put into practical use in order to improve poor contact and to be used around water. It is desired to downsize and stabilize the output of such an electric device which is separated and attached in a non-contact manner and used by a particularly simple circuit configuration.
【0008】従来例の課題
電源投入時に過大な励磁電流IDが流れてFET1が破
壊されないように、励磁電流IDが所定レベル以下でト
ランジスタQ1がオンするように抵抗R32の抵抗値が
設定されている。従って、定常状態での発振期間中に
は、トランジスタQ1は動作しないようになっている。
一方、上記バイアス制御回路によってバイアス電圧VG2
を安定させるようにしているが、従来例の場合と同様
に、ドレイン電圧VFが変化すると、これに伴ってバイ
アス電圧VG2も変化するため、FET1をオンできなく
なり、共振状態を持続できずに、発振が不安定になると
いう問題があった。Problem of Conventional Example The resistance value of the resistor R32 is set so that the transistor Q1 is turned on when the exciting current I D is below a predetermined level so that the excessive exciting current I D does not flow and the FET 1 is destroyed when the power is turned on. ing. Therefore, the transistor Q1 does not operate during the oscillation period in the steady state.
On the other hand, a bias voltage V G2 is generated by the bias control circuit.
However, as in the case of the conventional example, when the drain voltage V F changes, the bias voltage V G2 also changes accordingly, so that the FET1 cannot be turned on and the resonance state cannot be maintained. However, there was a problem that the oscillation became unstable.
【0009】ところで、非接触で分離着脱して使用可能
な電気機器においては、負荷の有無や、正規の負荷が置
かれた場合と異物が置かれた場合とを判別し、確実かつ
低コストで電力電送を行なわせることが望まれるととも
に、異物が置かれた場合には異常発熱に対する防止策を
講じる必要もある。By the way, in an electric device which can be detached and attached in a non-contact manner and used, the presence or absence of a load, the presence of a regular load and the presence of a foreign substance are discriminated from each other to ensure reliable and low cost. It is desired to perform electric power transmission, and it is also necessary to take preventive measures against abnormal heat generation when foreign matter is placed.
【0010】本発明は、上記問題を解決するもので、安
定して発振を行い、かつ低コストの電源装置を提供する
ことを目的とする。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a low-cost power supply device that stably oscillates.
【0011】また、本発明は、小型で、部品点数を削減
し、低コストで、入力電圧が大幅に変化しても出力をほ
ぼ一定に保つ電源装置を提供することを目的とする。It is another object of the present invention to provide a power supply device that is small in size, has a reduced number of parts, is low in cost, and keeps its output substantially constant even when the input voltage changes significantly.
【0012】また、本発明は、温度変動や、負荷の変化
等に関しても、発振振幅を一定にし、スイッチング素子
の耐圧を超えないようにする電源装置を提供することを
目的とする。It is another object of the present invention to provide a power supply device that keeps the oscillation amplitude constant and does not exceed the withstand voltage of the switching element even with respect to temperature fluctuations, load changes, and the like.
【0013】また、本発明は、負荷の有無乃至は正規の
負荷と異物とを判別し、適正な電力電送と電力損失の防
止を可能にする非接触式の電源装置を提供することを目
的とする。It is another object of the present invention to provide a non-contact type power supply device capable of discriminating the presence / absence of a load, a normal load and a foreign substance, and performing proper power transmission and prevention of power loss. To do.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スイッチング素子と帰還巻線とを有し、
上記スイッチング素子に直列接続されたトランスの1次
巻線とコンデンサとで構成される共振回路を自励発振さ
せる自励発振回路と、上記帰還巻線を介して上記スイッ
チング素子のスイッチング制御端に接続されるバイアス
電圧発生回路とを備え、電源が接続されるとトランスの
2次側に接続された負荷に電力を供給する電源装置にお
いて、スイッチング手段がオンになると放電ループを形
成して、バイアス電圧を安定に保持し、上記放電ループ
を流れる全ての放電電流は、上記スイッチング手段を流
れるものである(請求項1)。To achieve the above object of the Invention The present invention has a switching element and a feedback winding,
Connected to a switching control terminal of the switching element via the feedback winding, and a self-excited oscillation circuit for self-oscillating a resonance circuit composed of a primary winding of a transformer and a capacitor connected in series to the switching element. And a bias voltage generating circuit for supplying power to a load connected to the secondary side of the transformer when the power source is connected, a discharge loop is formed when the switching means is turned on.
To maintain a stable bias voltage,
All discharge current flowing through the switching means.
It is those (claim 1).
【0015】また、上記バイアス電圧発生回路はコンデ
ンサからなり、上記スイッチング手段は、オンしたとき
に上記コンデンサに蓄積された電荷を放電させるもので
ある(請求項2)。Further, the bias voltage generating circuit comprises a capacitor, and the switching means discharges the electric charge accumulated in the capacitor when turned on (claim 2).
【0016】また、上記スイッチング手段は、上記スイ
ッチング素子のスイッチング制御端に接続されている
(請求項3)。The switching means is connected to a switching control terminal of the switching element (claim 3).
【0017】また、本発明は、請求項3記載の電源装置
において、1の回路における電気信号からフィードバッ
ク信号を生成し、上記スイッチング手段に出力するフィ
ードバック回路を備えたものである(請求項4)。Further, the present invention is the power supply device according to claim 3, further comprising a feedback circuit for generating a feedback signal from an electric signal in one circuit and outputting it to the switching means (claim 4). .
【0018】また、上記フィードバック回路は、上記電
源の電圧レベルに応じたフィードバック信号を生成する
ものである(請求項5)。Further, the feedback circuit is for generating a feedback signal according to the voltage level of the power supply (claim 5).
【0019】また、上記フィードバック回路は、上記ト
ランスの1次側に生じる電気信号に応じたフィードバッ
ク信号を生成するものである(請求項6)。Further, the feedback circuit is for generating a feedback signal according to an electric signal generated on the primary side of the transformer (claim 6).
【0020】また、上記フィードバック回路は、上記ト
ランスの2次側に生じる電気信号に応じたフィードバッ
ク信号を生成するものである(請求項7)。Further, the feedback circuit is for generating a feedback signal according to an electric signal generated on the secondary side of the transformer (claim 7).
【0021】また、上記フィードバック回路は、抵抗と
定電圧素子の少なくとも一方で構成されている(請求項
8)。The feedback circuit comprises at least one of a resistor and a constant voltage element (claim 8).
【0022】また、本発明は、請求項4記載の電源装置
において、上記スイッチング素子に流れる電流を検出す
る電流検出抵抗と、この電流検出抵抗と上記スイッチン
グ手段のスイッチング制御端との間に介設された抵抗と
を備え、上記フィードバック回路は、そのフィードバッ
ク信号が、上記スイッチング手段のスイッチング制御端
と上記抵抗との間に出力されるように構成されている
(請求項9)。According to the present invention, in the power supply device according to the fourth aspect, a current detecting resistor for detecting a current flowing through the switching element, and a current detecting resistor interposed between the current detecting resistor and the switching control end of the switching means. The feedback circuit is configured so that the feedback signal is output between the switching control end of the switching means and the resistor (claim 9).
【0023】また、上記フィードバック回路は、上記共
振回路の共振電圧を一定にするものである(請求項1
0)。The feedback circuit keeps the resonance voltage of the resonance circuit constant (claim 1).
0).
【0024】また、上記フィードバック回路は、比例制
御と積分制御とを組み合わせた自動制御回路である(請
求項11)。The feedback circuit is an automatic control circuit that combines proportional control and integral control (claim 11).
【0025】また、上記フィードバック回路は、上記1
次巻線に磁気結合された検出巻線と、この検出巻線の誘
起電圧を平滑するコンデンサと、このコンデンサに並列
に接続された抵抗とからなるものである(請求項1
2)。Further, the feedback circuit has
It comprises a detection winding magnetically coupled to the next winding, a capacitor for smoothing the induced voltage in the detection winding, and a resistor connected in parallel with this capacitor.
2).
【0026】また、上記フィードバック回路は、上記1
次巻線に磁気結合された検出巻線を備え、上記フィード
バック信号は、上記検出巻線のオン側から出力されてい
る(請求項13)。Further, the feedback circuit is the same as the above-mentioned 1
A detection winding magnetically coupled to the next winding is provided, and the feedback signal is output from the ON side of the detection winding (claim 13).
【0027】また、本発明は、請求項1記載の電源装置
において、電流制御回路を具備し、出力をほぼ一定にす
るべく装置の一部の情報をフィードバックする回路を上
記電流制御回路に具備したものである(請求項14)。Further, according to the present invention, in the power supply device according to claim 1, the current control circuit is provided, and the current control circuit is provided with a circuit for feeding back a part of information of the device so as to make the output substantially constant. (Claim 14).
【0028】また、本発明は、請求項14記載の電源装
置において、負荷側の状態信号を検出する検出回路と、
検出された信号に信号処理を施して上記フィードバック
する回路に導く信号処理回路とを備えたものである(請
求項15)。According to the present invention, in the power supply device according to claim 14, a detection circuit for detecting a state signal on the load side,
And a signal processing circuit for performing signal processing on the detected signal and guiding the signal to the feedback circuit (claim 15).
【0029】また、上記信号処理回路は、検出された信
号を上記トランスを経由して1次側に伝達するものであ
る(請求項16)。The signal processing circuit transmits the detected signal to the primary side via the transformer (claim 16).
【0030】また、上記検出回路は、2次側負荷への出
力電流を検出したり(請求項17)、2次側負荷への出
力電圧を検出したり(請求項18)、あるいは2次側負
荷への出力を検出してもよい(請求項19)。The detection circuit detects the output current to the secondary side load (claim 17), the output voltage to the secondary side load (claim 18), or the secondary side. The output to the load may be detected (claim 19).
【0031】また、上記信号処理回路は、上記検出回路
で検出された検出信号を電圧−周波数変換する回路と、
上記トランスを経由して伝達されてきた信号を周波数−
電圧変換する回路とを備えたものである(請求項2
0)。Further, the signal processing circuit includes a circuit for voltage-frequency converting the detection signal detected by the detection circuit,
The frequency of the signal transmitted via the transformer is
And a circuit for converting voltage (claim 2).
0).
【0032】また、上記検出信号のトランスを経由して
行われる信号伝達は、トランスを介して行われる電力伝
送と並行して行われる(請求項21)。Further, the signal transmission of the detection signal via the transformer is performed in parallel with the power transmission performed via the transformer (claim 21).
【0033】また、本発明は、請求項16記載の電源装
置において、上記検出信号のトランスを経由して行われ
る信号伝達の期間と、トランスを介して行われる電力伝
送の期間とを交互に切り換える切換回路を備えたもので
ある(請求項22)。According to the present invention, in the power supply device according to the sixteenth aspect of the present invention, the period of signal transmission performed through the transformer for the detection signal and the period of electric power transmission performed through the transformer are alternately switched. A switching circuit is provided (claim 22).
【0034】また、上記トランスは、1次側と、負荷を
有する2次側とで着脱が可能であって、非接触で電力伝
送するものである(請求項23)。Further, the transformer is detachable between the primary side and the secondary side having a load, and the electric power is transmitted in a contactless manner (claim 23).
【0035】また、本発明は、請求項23記載の電源装
置において、置かれた負荷が正規のものであるか否かを
検出する判別回路を備え、正規の負荷が置かれたときの
み2次側への電力供給を行うようになっている(請求項
24)。According to the present invention, in the power supply unit according to the twenty-third aspect, a judging circuit for detecting whether or not the placed load is regular is provided, and the secondary circuit is provided only when the regular load is placed. Power is supplied to the side (claim 24).
【0036】また、上記判別回路は、負荷の判別を1次
側の情報で行ってもよく(請求項25)、あるいは負荷
の判別を2次側からの情報で行ってもよい(請求項2
6)。The discriminating circuit may discriminate the load based on the information on the primary side (claim 25) or may discriminate the load based on information from the secondary side (claim 2).
6).
【0037】また、上記1次側の情報は、インダクタン
スの変化(請求項27)を利用したものが好ましく、共
振周波数の変化(請求項28)、電流の変化(請求項2
9)、あるいは電圧の変化などである(請求項30)。Further, it is preferable that the information on the primary side uses a change in inductance (claim 27), a change in resonance frequency (claim 28) and a change in current (claim 2).
9), or a change in voltage or the like (claim 30).
【0038】また、上記スイッチング素子をトランジス
タで構成し、上記トランジスタのベース、グランド間に
自己バイアスを与える自己バイアス回路を備えたもので
ある(請求項31)。Further, the switching element is composed of a transistor, and a self-bias circuit for applying a self-bias between the base of the transistor and the ground is provided (claim 31).
【0039】また、上記自己バイアス回路は、上記トラ
ンジスタのエミッタと、このエミッタに接続された電流
検出抵抗との間に介設されたものである(請求項3
2)。Further, the self-bias circuit is provided between the emitter of the transistor and the current detection resistor connected to the emitter (claim 3).
2).
【0040】また、上記自己バイアス回路は、上記トラ
ンジスタのベースに直列に接続されたものである(請求
項33)。The self-biasing circuit is connected in series to the base of the transistor (claim 33).
【0041】また、上記自己バイアス回路は、定電圧素
子である(請求項34)。Further, the self-bias circuit is a constant voltage element (claim 34).
【0042】また、上記定電圧素子は、定電圧ダイオー
ドである(請求項35)。The constant voltage element is a constant voltage diode (claim 35).
【0043】また、上記定電圧素子は、ダイオードを複
数直列接続したものである(請求項36)。Further, the constant voltage element comprises a plurality of diodes connected in series (claim 36).
【0044】また、本発明は、上記スイッチング素子を
トランジスタで構成し、上記トランジスタのオン期間を
上記自励発振回路のバイアス回路の充電電流の制御によ
り行うものである(請求項37)。Further, according to the present invention, the switching element is composed of a transistor, and the ON period of the transistor is controlled by controlling the charging current of the bias circuit of the self-excited oscillation circuit (claim 37).
【0045】また、上記バイアス回路の充電電流の制御
は、抵抗値を切り換えることにより行うものである(請
求項38)。The control of the charging current of the bias circuit is performed by switching the resistance value (claim 38).
【0046】また、上記バイアス回路の充電電流の制御
は、このバイアス回路に直列に挿入された電流制御素子
で行うものである(請求項39)。The control of the charging current of the bias circuit is performed by a current control element inserted in series with the bias circuit (claim 39).
【0047】また、上記電流制御素子は、外部制御電源
により充電電流の制御を行うようになされている(請求
項40)。Further, the current control element controls the charging current by an external control power source (claim 40).
【0048】また、上記外部制御電源は、上記トランス
の誘導起電力で生成されるものである(請求項41)。Further, the external control power source is generated by an induced electromotive force of the transformer (claim 41).
【0049】また、上記フィードバック回路は、電源投
入時に上記スイッチング手段への過大な電流の流入を阻
止するフィードバック信号を生成するものである(請求
項42)。Further, the feedback circuit is for generating a feedback signal for preventing an excessive current from flowing into the switching means when the power is turned on (claim 42).
【0050】また、上記フィードバック回路は、負荷オ
ープンの間、上記スイッチング素子の発振を間欠動作さ
せるフィードバック信号を生成するものである(請求項
43)。Further, the feedback circuit generates a feedback signal for intermittently oscillating the oscillation of the switching element while the load is open (claim 43).
【0051】[0051]
【作用】請求項1記載の発明によれば、電源が接続さ
れ、スイッチング素子のスイッチング制御端にバイアス
電圧が印加されると、自励発振が開始され、トランスの
2次側に接続された負荷に電力が供給される。そして、
スイッチング素子に流れる電流が所定レベルに達する
と、スイッチング手段がオンして放電ループが形成さ
れ、このオンしたスイッチング手段には、放電ループを
流れる全ての放電電流が流れる。このようにして、バイ
アス電圧発生回路のバイアス電圧が安定電圧に保持され
る。According to the first aspect of the invention, when the power supply is connected and the bias voltage is applied to the switching control end of the switching element, self-excited oscillation is started and the load connected to the secondary side of the transformer is started. Is powered. And
When the current flowing through the switching element reaches a predetermined level, the switching means turns on and a discharge loop is formed.
The switching loop that is turned on has a discharge loop.
All the discharge current that flows flows. In this way , the bias voltage of the bias voltage generating circuit is held at a stable voltage.
【0052】また、請求項2記載の発明によれば、スイ
ッチング手段がオンすると、コンデンサに蓄積された電
荷が放電されて、バイアス電圧が安定電圧に保持され
る。According to the second aspect of the invention, when the switching means is turned on, the electric charge accumulated in the capacitor is discharged and the bias voltage is held at a stable voltage.
【0053】また、請求項3記載の発明によれば、スイ
ッチング手段がオンすると、スイッチング素子がオフに
されるので、スイッチング素子に流れる電流は、所定レ
ベルを超えることがない。According to the third aspect of the invention, since the switching element is turned off when the switching means is turned on, the current flowing through the switching element does not exceed a predetermined level.
【0054】また、請求項4記載の発明によれば、1の
回路における電気信号からフィードバック信号が生成さ
れ、スイッチング手段に出力される。According to the fourth aspect of the invention, the feedback signal is generated from the electric signal in the one circuit and is output to the switching means.
【0055】また、請求項5記載の発明によれば、電源
の電圧レベルに応じたフィードバック信号がスイッチン
グ手段に出力されるので、電源の電圧レベルの変動に関
わりなく一定の電力が出力される。According to the fifth aspect of the invention, since the feedback signal according to the voltage level of the power source is output to the switching means, a constant power is output regardless of the fluctuation of the voltage level of the power source.
【0056】また、請求項6記載の発明によれば、トラ
ンスの1次側に生じる電気信号に応じたフィードバック
信号がスイッチング手段に出力されるので、電源電圧や
負荷のレベル変動に関わりなく一定の電力が出力され
る。Further, according to the invention of claim 6, since the feedback signal according to the electric signal generated on the primary side of the transformer is output to the switching means, it is constant regardless of the fluctuation of the power supply voltage or the level of the load. Electric power is output.
【0057】また、請求項7記載の発明によれば、トラ
ンスの2次側に生じる電気信号に応じたフィードバック
信号がスイッチング手段に出力されるので、電源電圧や
負荷のレベル変動に関わりなく一定の電力が出力され
る。Further, according to the invention of claim 7, since the feedback signal according to the electric signal generated on the secondary side of the transformer is output to the switching means, it is constant regardless of the level fluctuation of the power supply voltage or the load. Electric power is output.
【0058】また、請求項8記載の発明によれば、フィ
ードバック回路は、抵抗と定電圧素子の少なくとも一方
で構成されているので、簡易な回路構成の電源装置が得
られる。According to the invention described in claim 8, since the feedback circuit is composed of at least one of a resistor and a constant voltage element, a power supply device having a simple circuit configuration can be obtained.
【0059】また、請求項9記載の発明によれば、スイ
ッチング素子に流れる電流による電流検出抵抗の両端電
圧が抵抗を介してスイッチング手段のスイッチング制御
端に印加され、この印加電圧が所定レベルを超えると、
スイッチング手段がオンしてスイッチング素子がオフに
される。一方、フィードバック信号が、スイッチング手
段のスイッチング制御端と抵抗との間に出力されるの
で、フィードバック信号により、スイッチング手段のオ
ン、オフが制御される。According to the ninth aspect of the invention, the voltage across the current detecting resistor due to the current flowing through the switching element is applied to the switching control end of the switching means via the resistor, and the applied voltage exceeds a predetermined level. When,
The switching means is turned on and the switching element is turned off. On the other hand, since the feedback signal is output between the switching control end of the switching means and the resistor, ON / OFF of the switching means is controlled by the feedback signal.
【0060】また、請求項10記載の発明によれば、共
振回路の共振電圧が一定にされるので、電源電圧や負荷
のレベル変動に関わりなく一定の電力が出力される。Further, according to the tenth aspect of the invention, since the resonance voltage of the resonance circuit is made constant, a constant electric power is output irrespective of the power supply voltage and load level fluctuations.
【0061】また、請求項11記載の発明によれば、共
振回路の共振電圧に比例する出力が積分されて、スイッ
チング手段に出力される。例えば、共振回路の共振電圧
に比例した電圧が出力されると、この比例出力と基準値
とを比較してその差が出力され、この比較手段の出力が
積分されて、スイッチング手段に出力されるようにして
もよい。According to the eleventh aspect of the invention, the output proportional to the resonance voltage of the resonance circuit is integrated and output to the switching means. For example, when a voltage proportional to the resonance voltage of the resonance circuit is output, the proportional output is compared with a reference value, the difference is output, and the output of the comparison means is integrated and output to the switching means. You may do it.
【0062】また、請求項12記載の発明によれば、1
次巻線の誘起電圧に比例した電圧が検出巻線に誘起さ
れ、この検出巻線の誘起電圧がコンデンサで平滑され
る。このとき、負荷レベルの上昇などによって1次巻線
の誘起電圧が低下すると、コンデンサの電荷は抵抗によ
って放電される。従って、1次巻線の誘起電圧の低下に
遅延することなく、1次巻線の誘起電圧に応じたレベル
のフィードバック信号がスイッチング手段に出力され
る。According to the invention of claim 12, 1
A voltage proportional to the induced voltage in the next winding is induced in the detection winding, and the induced voltage in the detection winding is smoothed by the capacitor. At this time, when the induced voltage in the primary winding decreases due to an increase in load level or the like, the charge in the capacitor is discharged by the resistor. Therefore, a feedback signal having a level corresponding to the induced voltage in the primary winding is output to the switching means without delaying the decrease in the induced voltage in the primary winding.
【0063】また、請求項13記載の発明によれば、1
次巻線の誘起電圧に比例した電圧が検出巻線に誘起され
る。この誘起電圧は、検出巻線のオン側からスイッチン
グ手段に出力されるので、スイッチング素子がオンした
ときに検出巻線の誘起電圧がスイッチング手段に出力さ
れる。従って、電源投入時には、検出巻線のオフ側から
出力する場合よりも、スイッチング手段が早くオンする
ことから、スイッチング素子のオン時間が長期化しな
い。これにより、安定した発振が持続されることとな
る。According to the invention of claim 13, 1
A voltage proportional to the induced voltage in the next winding is induced in the detection winding. Since this induced voltage is output to the switching means from the ON side of the detection winding, the induced voltage of the detection winding is output to the switching means when the switching element is turned on. Therefore, when the power is turned on, the switching means is turned on earlier than when the detection winding is output from the off side, so that the on time of the switching element is not prolonged. As a result, stable oscillation is maintained.
【0064】また、請求項14記載の発明によれば、電
源装置の一部の情報が検出され、この検出情報がフィー
ドバックされて電流制御回路へ導かれ、これにより出力
がほぼ一定にされる。According to the fourteenth aspect of the present invention, a part of the information of the power supply device is detected, and the detected information is fed back to the current control circuit to make the output substantially constant.
【0065】また、請求項15記載の発明によれば、負
荷側の状態信号が検出回路で検出され、検出された信号
に信号処理回路で信号処理が施されてから上記フィード
バックする回路に導かれる。According to the fifteenth aspect of the present invention, the state signal on the load side is detected by the detection circuit, and the detected signal is subjected to signal processing by the signal processing circuit and then guided to the feedback circuit. .
【0066】また、請求項16記載の発明によれば、検
出回路で検出された信号は上記トランスを経由して1次
側に伝達される。According to the sixteenth aspect of the invention, the signal detected by the detection circuit is transmitted to the primary side via the transformer.
【0067】また、請求項17〜19記載の発明によれ
ば、上記検出回路では2次側負荷への出力電流が検出さ
れたり、2次側負荷への出力電圧が検出されたり、ある
いは2次側負荷への出力が検出され、それらの検出結果
がフィードバックされることにより電流、電圧及び出力
がそれぞれ一定化される。According to the seventeenth to nineteenth aspects of the invention, the detection circuit detects the output current to the secondary load, the output voltage to the secondary load, or the secondary load. The output to the side load is detected, and the detection results are fed back, so that the current, voltage and output are made constant.
【0068】また、請求項20記載の発明によれば、2
次側の検出回路で検出された検出信号は電圧−周波数変
換された後、トランスを経由して1次側に伝達され、そ
して1次側で周波数−電圧変換されて元に戻されること
で、トランスを介しての検出信号の伝達が行われる。According to the invention of claim 20, 2
The detection signal detected by the detection circuit on the secondary side is voltage-frequency converted, transmitted to the primary side via a transformer, and then frequency-voltage converted on the primary side to be returned to the original, The detection signal is transmitted via the transformer.
【0069】また、請求項21記載の発明によれば、ト
ランスの1次側から2次側への電力伝送と、トランスの
2次側から1次側への検出信号の信号伝達とが同時に行
われる。According to the invention as set forth in claim 21, power transmission from the primary side of the transformer to the secondary side and signal transmission of the detection signal from the secondary side of the transformer to the primary side are performed simultaneously. Be seen.
【0070】また、請求項22記載の発明によれば、ト
ランスの1次側から2次側への電力伝送と、トランスの
2次側から1次側への検出信号の信号伝達とは切換回路
による切り換えに応じて交互に行われる。According to the twenty-second aspect of the present invention, the power transmission from the primary side of the transformer to the secondary side and the signal transmission of the detection signal from the secondary side of the transformer to the primary side are switched circuits. Alternately according to the switching by.
【0071】また、請求項23記載の発明によれば、上
記トランスは、電源部や1次巻線を有する1次側と、2
次巻線と負荷を有する2次側とが着脱可能であり、2次
側の筐体が1次側の筐体の所定位置上に置かれることに
より非接触でも電力伝送が可能になる。According to a twenty-third aspect of the present invention, the transformer has a primary side having a power supply section and a primary winding, and a secondary side.
The secondary winding and the secondary side having a load can be attached and detached, and the secondary side casing is placed on a predetermined position of the primary side casing to enable electric power transmission without contact.
【0072】また、請求項24記載の発明によれば、1
次側の筐体の所定位置上に置かれた物が正規の負荷かど
うかが判別され、正規の負荷であれば2次側への電力供
給が行われる。According to the invention of claim 24, 1
It is determined whether or not the object placed on the predetermined position of the casing on the secondary side is a regular load, and if it is a regular load, power is supplied to the secondary side.
【0073】また、請求項25,26記載の発明によれ
ば、負荷の判別は、1次側の情報に基づいて行われ、あ
るいは2次側からの情報に基づいて行われる。According to the twenty-fifth and twenty-sixth aspects of the present invention, the load is determined based on the information on the primary side or based on the information from the secondary side.
【0074】また、請求項27記載の発明によれば、上
記1次側の情報としてインダクタンスの変化に関する情
報、具体的には、請求項28〜30記載の発明のよう
に、共振周波数の変化、電流の変化、あるいは電圧の変
化に関する情報が採用され、これらの情報に基づいて適
正な負荷か否かの判別が行われる。According to the twenty-seventh aspect of the present invention, the information on the change of the inductance is used as the information on the primary side, specifically, the change of the resonance frequency as in the twenty-eighth aspect of the invention. Information relating to a change in current or a change in voltage is adopted, and whether or not the load is appropriate is determined based on this information.
【0075】また、請求項31記載の発明によれば、上
記スイッチング素子としてトランジスタが採用される。
この場合、上記トランジスタのベース、グランド間に設
けられた自己バイアス回路から与えられる自己バイアス
により、動作電圧が高くされてFETと等価となり、ス
イッチング素子として機能する。According to the thirty-first aspect of the invention, a transistor is used as the switching element.
In this case, the self-bias provided by the self-bias circuit provided between the base of the transistor and the ground raises the operating voltage to make it equivalent to the FET, and functions as a switching element.
【0076】また、請求項32記載の発明によれば、自
己バイアス回路がトランジスタのエミッタと、このエミ
ッタに接続された電流検出抵抗との間に介設されるの
で、トランジスタの動作電圧が高くなる。According to the thirty-second aspect of the invention, since the self-bias circuit is provided between the emitter of the transistor and the current detection resistor connected to this emitter, the operating voltage of the transistor becomes high. .
【0077】また、請求項33記載の発明によれば、自
己バイアス回路がトランジスタのベースに直列に接続さ
れるので、トランジスタの動作電圧が高くなる。Further, according to the invention of claim 33, since the self-bias circuit is connected in series to the base of the transistor, the operating voltage of the transistor becomes high.
【0078】また、請求項34記載の発明によれば、定
電圧素子の電圧分だけトランジスタの動作電圧が高くな
る。According to the thirty-fourth aspect of the invention, the operating voltage of the transistor increases by the voltage of the constant voltage element.
【0079】また、請求項35記載の発明によれば、定
電圧ダイオードの電圧分だけトランジスタの動作電圧が
高くなる。According to the invention as set forth in claim 35, the operating voltage of the transistor is increased by the voltage of the constant voltage diode.
【0080】また、請求項36記載の発明によれば、複
数のダイオードの順方向電圧を加算した電圧分だけトラ
ンジスタの動作電圧が高くなる。According to the thirty-sixth aspect of the invention, the operating voltage of the transistor is increased by the voltage obtained by adding the forward voltages of the plurality of diodes.
【0081】また、請求項37記載の発明によれば、自
励発振回路に設けられたバイアス回路からの充電電流が
制御されることによりスイッチング素子として採用され
るトランジスタのオン期間が設定される。According to the thirty-seventh aspect of the invention, the ON period of the transistor used as the switching element is set by controlling the charging current from the bias circuit provided in the self-excited oscillation circuit.
【0082】また、請求項38記載の発明によれば、バ
イアス回路を流れる充電電流は、電流量を規制する抵抗
値を切り換えることにより制御され、これによりトラン
ジスタのオン期間が設定される。According to the thirty-eighth aspect of the present invention, the charging current flowing through the bias circuit is controlled by switching the resistance value that regulates the amount of current, whereby the ON period of the transistor is set.
【0083】また、請求項39記載の発明によれば、バ
イアス回路を流れる充電電流は、このバイアス回路に直
列に挿入された電流制御素子により制御され、これによ
りトランジスタのオン期間が設定される。According to the thirty-ninth aspect of the invention, the charging current flowing through the bias circuit is controlled by the current control element inserted in series with the bias circuit, whereby the ON period of the transistor is set.
【0084】また、請求項40記載の発明によれば、上
記電流制御素子は外部制御電源に基づいて充電電流の制
御が行われ、これによりトランジスタのオン期間が設定
される。According to the invention as set forth in claim 40, the current control element controls the charging current based on an external control power source, whereby the ON period of the transistor is set.
【0085】また、請求項41記載の発明によれば、ト
ランスの誘導起電力を利用して外部制御電源が生成さ
れ、これにより充電電流の制御が行われる。According to the forty-first aspect of the invention, the external control power source is generated by utilizing the induced electromotive force of the transformer, and the charging current is controlled thereby.
【0086】また、請求項42記載の発明によれば、電
源投入(電源ON)時に生成されるフィードバック信号
によって、その間のスイッチング手段への過大な電流の
流入(スイッチング手段への過電圧の印加)が防止され
る。According to the invention of claim 42, the feedback signal generated when the power is turned on (power is turned on) causes an excessive current to flow into the switching means (apply an overvoltage to the switching means) during that time. To be prevented.
【0087】また、請求項43記載の発明によれば、負
荷オープンの間は、フィードバック信号によってスイッ
チング素子の発振が間欠動作される。Further, according to the invention of claim 43, the oscillation of the switching element is intermittently operated by the feedback signal while the load is open.
【0088】[0088]
【実施例】以下、本発明に係る電源装置の第1実施例に
ついて、図1、図2を用いて説明する。図1は電源装置
の第1実施例を示す回路図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the power supply device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a power supply device.
【0089】電源Eは、例えば商用電源からの交流入力
を整流して、この電源装置に直流電源を供給するもの
で、電源端子A,B間に接続されるようになっている。
この電源装置は、自励発振のためにトランスの1次巻線
L1及びコンデンサC1からなる共振回路、スイッチン
グ用のFET1及び1次巻線L1と同一磁気回路上に巻
回され、相互インダクタンスM3で結合する帰還巻線L
3等を備えてなり、2次巻線L2に出力を送出するよう
になっている。The power source E rectifies an AC input from a commercial power source and supplies a DC power source to this power source device, and is connected between the power source terminals A and B.
This power supply device is wound on the same magnetic circuit as the resonance circuit including the primary winding L1 and the capacitor C1 of the transformer, the switching FET1 and the primary winding L1 for self-excited oscillation, and the mutual inductance M3. Feedback winding L to be coupled
3 and the like, and outputs the output to the secondary winding L2.
【0090】電源端子A,B間には、1次巻線L1及び
コンデンサC1からなる共振回路、ダイオード及び抵抗
からなる並列回路、スイッチング用のFET1及び抵抗
R3,R4が直列に接続されている。そして、FET1
のオン、オフにより1次巻線L1に流入する電流がスイ
ッチングされ、これにより2次巻線L2及び帰還巻線L
3に電圧が誘起されるようになっている。Between the power supply terminals A and B, a resonance circuit composed of the primary winding L1 and the capacitor C1, a parallel circuit composed of a diode and a resistor, a switching FET1 and resistors R3 and R4 are connected in series. And FET1
The current flowing into the primary winding L1 is switched by turning on and off, and the secondary winding L2 and the feedback winding L are thereby switched.
A voltage is induced in 3.
【0091】また、電源端子A,B間には、起動用の抵
抗R8とバイアス電圧発生用のコンデンサC2とが直列
に接続され、抵抗R8を介して電源Eによりコンデンサ
C2が充電されるようになっている。抵抗R8とコンデ
ンサC2との接続点は、帰還巻線L3を介してFET1
のゲートに接続されており、コンデンサC2の充電電圧
によるバイアス電圧がFET1のスレショルド電圧に達
すると、FET1をオンさせるようになっている。Further, a starting resistor R8 and a bias voltage generating capacitor C2 are connected in series between the power supply terminals A and B so that the power supply E charges the capacitor C2 via the resistor R8. Has become. The connection point between the resistor R8 and the capacitor C2 is connected to the FET1 through the feedback winding L3.
When the bias voltage due to the charging voltage of the capacitor C2 reaches the threshold voltage of the FET1, the FET1 is turned on.
【0092】また、トランジスタQ1は、ベースが抵抗
R3,R4の接続点に、エミッタが電源端子Bに、コレ
クタがダイオードD4のカソードに接続され、ダイオー
ドD4のアノードがFET1のゲートに接続されてい
る。In the transistor Q1, the base is connected to the connection point of the resistors R3 and R4, the emitter is connected to the power supply terminal B, the collector is connected to the cathode of the diode D4, and the anode of the diode D4 is connected to the gate of the FET1. .
【0093】一方、トランスの2次巻線L2には、ダイ
オードD1,D2を介して負荷E2が接続されており、
2次巻線L2に誘起された電力をダイオードD1,D2
により全波整流して、負荷E2に直流電源を供給するよ
うになっている。例えば、負荷E2が2次電池であれ
ば、充電電流が供給される。On the other hand, the load E2 is connected to the secondary winding L2 of the transformer via the diodes D1 and D2.
The electric power induced in the secondary winding L2 is supplied to the diodes D1 and D2.
With this, full-wave rectification is performed and DC power is supplied to the load E2. For example, if the load E2 is a secondary battery, a charging current is supplied.
【0094】次に、上記のように構成された回路の動作
について図2の波形図を用いて説明する。Next, the operation of the circuit configured as described above will be described with reference to the waveform chart of FIG.
【0095】電源Eが電源端子A,Bに接続されると、
まず、電圧VG、VG2が上昇し、電圧VGがFET1の閾
値に達すると、FET1はオンし始め、電流IDが流れ
始める。電流IDは、最初はコンデンサC1の充電電流
として流れ、その後コイル電流IL1に等しくなり、しだ
いに増加する。このとき、1次巻線L1と帰還巻線L3
間の相互インダクタンスM3により、帰還巻線L3にM
3・dIL1/dtの起電力が発生して、電圧VGは急激に
上昇し、FET1が完全にオンになって、電流IDは更
に増加する。When the power source E is connected to the power source terminals A and B,
First, when the voltages V G and V G2 increase and the voltage V G reaches the threshold value of the FET1, the FET1 starts to turn on and the current I D starts to flow. The current I D initially flows as the charging current of the capacitor C1 and then becomes equal to the coil current I L1 and gradually increases. At this time, the primary winding L1 and the feedback winding L3
The mutual inductance M3 between the feedback winding L3 causes M
An electromotive force of 3 · dI L1 / dt is generated, the voltage V G rapidly rises, the FET 1 is completely turned on, and the current I D further increases.
【0096】そして、抵抗R4(抵抗値をR4とする)
の両端電圧ID・R4がトランジスタQ1の閾値を超える
と、トランジスタQ1がオンし、期間T1間に電流IS3
が流れる。これにより、電圧VGのレベルが低下し、F
ET1の閾値以下になると、FET1がオフし始め、コ
イル電流IL1も減少し始める。これによって、帰還巻線
L3に誘起される電圧により、電圧VGは急激に低下
し、FET1は完全にオフになる。[0096] Then, the resistance R4 (the resistance value is R 4)
When the voltage I D · R 4 across the threshold voltage of the transistor Q1 exceeds the threshold value of the transistor Q1, the transistor Q1 is turned on and the current I S3 is applied during the period T1.
Flows. As a result, the level of the voltage V G is lowered and F
When the voltage falls below the threshold of ET1, FET1 starts to turn off and the coil current I L1 also starts to decrease. As a result, the voltage V G sharply drops due to the voltage induced in the feedback winding L3, and the FET1 is completely turned off.
【0097】FET1がオフになると、コンデンサC1
及び1次巻線L1からなる共振回路によって、コイル電
流IL1とトランス1次側の電圧VCとは、自由振動とな
るので、電圧VGも、コイル電流IL1によって再びFE
T1の閾値を超え始める。When the FET1 is turned off, the capacitor C1
The coil circuit I L1 and the voltage V C on the primary side of the transformer are free oscillations due to the resonance circuit composed of the primary winding L 1 and the voltage V G is again FE due to the coil current I L1 .
Begin to exceed the threshold of T1.
【0098】このようにして、FET1のオン、オフが
繰り返され、コンデンサC2のバイアス電圧VG2が、電
流IS1による充電電流と、トランジスタQ1がオンした
ときに流れる電流IS3による放電電流とで平衡状態に達
したときに、安定発振状態になる。In this way, the FET1 is repeatedly turned on and off, and the bias voltage V G2 of the capacitor C2 is made up of the charging current due to the current I S1 and the discharging current due to the current I S3 flowing when the transistor Q1 is turned on. When the equilibrium state is reached, the stable oscillation state is reached.
【0099】ところで、トランジスタQ1は、ベース電
圧VBが抵抗R4の両端電圧ID・R4に等しいため、この
電圧がトランジスタQ1の閾値に達するとオンし、FE
T1は、トランジスタQ1がオンした直後にオフする。By the way, since the base voltage V B of the transistor Q1 is equal to the voltage I D · R 4 across the resistor R4, the transistor Q1 is turned on when this voltage reaches the threshold of the transistor Q1, and FE
T1 turns off immediately after the transistor Q1 turns on.
【0100】すなわち、電流IDのピーク値がほぼ一定
のIDMAX2でオフする。電流IDは、コイル電流IL1にほ
ぼ等しいため、FET1がオフした直後に1次巻線L1
に蓄積されるエネルギーPLは、That is, the current I D turns off at I DMAX2 where the peak value is almost constant. Since the current I D is almost equal to the coil current I L1 , immediately after the FET1 is turned off, the primary winding L1
The energy P L stored in is
【0101】[0101]
【数1】PL=1/2L1・IDMAX2 2
で表される。但し、1次巻線L1のインダクタンスをL
1とする。## EQU1 ## P L = 1 / 2L 1 · I DMAX2 2 However, the inductance of the primary winding L1 is L
Set to 1 .
【0102】一方、FET1がオフする直前におけるコ
ンデンサC1に蓄積されるエネルギーPCは、ほぼ、On the other hand, the energy P C stored in the capacitor C1 immediately before the FET1 is turned off is about
【0103】[0103]
【数2】PC=1/2C1・E0 2
で表される。但し、コンデンサC1の容量をC1、電源
Eの電圧をE0とする。## EQU2 ## It is represented by P C = 1 / 2C 1 · E 0 2 . However, the capacity of the capacitor C1 is C 1 , and the voltage of the power source E is E 0 .
【0104】従って、FET1がオフした後のコンデン
サC1及び1次巻線L1からなる共振回路における共振
による自由振動は、エネルギーP=PL+PCにより行わ
れる。このエネルギーPは、自由振動中に、トランス2
次側の負荷E2へ伝達される分と損失で熱に変化する分
とで消費されるため、次にFET1がオンになるときに
は、減少している。しかし、FET1がオンになると、
再び電流IDMAX2により1次巻線L1にエネルギーが補
充されるため、エネルギーの安定供給が実現できる。Therefore, free oscillation due to resonance in the resonance circuit formed by the capacitor C1 and the primary winding L1 after the FET1 is turned off is performed by energy P = P L + P C. This energy P is applied to the transformer 2 during free vibration.
Since it is consumed by the amount transferred to the load E2 on the next side and the amount converted into heat by loss, the amount decreases when the FET1 is turned on next time. However, when FET1 turns on,
Energy is supplied to the primary winding L1 again by the current I DMAX2, so that stable energy supply can be realized.
【0105】このように、第1実施例によれば、FET
1のオフは、抵抗R4の両端電圧ID・R4、すなわち電
流IDで決定されるために、過渡時においても過大な電
流IDが流れることがない。従って、バイアス電圧VG2
が低下し過ぎることもなく安定しており、発振を安定し
て持続することができる。As described above, according to the first embodiment, the FET
Since the OFF state of 1 is determined by the voltage I D · R 4 across the resistor R4, that is, the current I D , an excessive current I D does not flow even during a transition. Therefore, the bias voltage V G2
Is stable without dropping too much, and oscillation can be stably maintained.
【0106】また、トランジスタQ1などをFET1の
ゲート周辺で使用するために、安価で小型の低耐圧素子
を使用することができる。Further, since the transistor Q1 and the like are used around the gate of the FET1, it is possible to use an inexpensive and small low withstand voltage element.
【0107】次に、本発明に係る電源装置の第2実施例
について図3、図4を用いて説明する。図3は電源装置
の第2実施例を示す回路図である。なお、第2実施例以
下では、第1実施例と同一物については同一符号を付し
説明を省略する。Next, a second embodiment of the power supply device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power supply device. In the second and subsequent embodiments, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0108】第2実施例は、電源Eの電圧変化をフィー
ドバックすることにより、電流IDMAX2のレベルを変化
させるもので、電源端子A,B間に直列に抵抗R19,
R20が接続されるとともに、抵抗R19,R20の接
続点がトランジスタQ1のベースに接続されている。ま
た、トランジスタQ1のベースと抵抗R3,R4の接続
点との間に抵抗R5が介設されている。In the second embodiment, the level of the current I DMAX2 is changed by feeding back the voltage change of the power source E, and the resistor R19,
R20 is connected, and the connection point of the resistors R19 and R20 is connected to the base of the transistor Q1. A resistor R5 is provided between the base of the transistor Q1 and the connection point of the resistors R3 and R4.
【0109】次に、動作について図4の波形図を用いて
説明する。電流IDが0の状態において、電圧VBは、電
源Eの電圧レベルに比例した電圧、すなわち電源Eの電
圧が、抵抗R20と抵抗R4,R5との並列接続による
合成抵抗と、抵抗R19とによって分圧される電圧値V
B1になっている。この電圧値VB1がトランジスタQ1の
閾値以下であれば、トランジスタQ1はオフが維持され
る。そして、FET1がオンし、電流IDが流れ始める
と、電圧VB=VB1+ID・R4になる。この電圧VBがト
ランジスタQ1の閾値に達すると、トランジスタQ1が
オンする。Next, the operation will be described with reference to the waveform chart of FIG. When the current I D is 0, the voltage V B is proportional to the voltage level of the power source E, that is, the voltage of the power source E is the combined resistance of the resistor R20 and the resistors R4 and R5 connected in parallel, and the resistor R19. Voltage value V divided by
It is B1 . If the voltage value V B1 is less than or equal to the threshold value of the transistor Q1, the transistor Q1 is kept off. Then, FET1 is turned on, the current I D starts to flow, the voltage V B = V B1 + I D · R 4. When this voltage V B reaches the threshold value of the transistor Q1, the transistor Q1 turns on.
【0110】電圧値VB1は、電源Eの電圧レベルに比例
しているので、電源Eの電圧レベルが高くなると電圧値
VB1が増大するため、より小さい電流IDでトランジス
タQ1がオンし、電源Eの電圧レベルが低くなると電圧
値VB1が低減するため、より大きい電流IDでオンす
る。従って、PCが増大すれば、PLを低減するように動
作する。抵抗R19,R20,R4,R5の各抵抗値を
適切な値に設定することにより、エネルギーP=PL+
PCをほぼ一定にすることができ、その結果、出力電流
IOもほぼ一定にすることができる。Since the voltage value V B1 is proportional to the voltage level of the power source E, the voltage value V B1 increases as the voltage level of the power source E increases, so that the transistor Q1 turns on with a smaller current I D , When the voltage level of the power source E becomes lower, the voltage value V B1 decreases, so that the power source E turns on with a larger current ID . Therefore, as P C increases, it operates to reduce P L. By setting the resistance values of the resistors R19, R20, R4, and R5 to appropriate values, the energy P = P L +
P C can be made substantially constant, and as a result, the output current I O can also be made substantially constant.
【0111】このように、第2実施例によれば、電源E
の電圧レベルが変化しても、トランス2次側の出力レベ
ルをほぼ一定にすることができる。As described above, according to the second embodiment, the power source E
Even if the voltage level of is changed, the output level of the transformer secondary side can be made substantially constant.
【0112】なお、図5に示すように、電源端子Aと抵
抗R19との間に、ツェナーダイオードZ12を接続す
るようにしてもよい。この場合には、電源Eの電圧レベ
ルの変化に対して電圧値VB1の変化量を大きくすること
ができる。従って、電源Eの電圧レベルが高い場合に、
出力レベルを抑制することが容易にできる。As shown in FIG. 5, a Zener diode Z12 may be connected between the power supply terminal A and the resistor R19. In this case, the change amount of the voltage value V B1 can be increased with respect to the change of the voltage level of the power source E. Therefore, when the voltage level of the power source E is high,
The output level can be easily suppressed.
【0113】また、図6に示すように、ダイオードD4
のアノードを、FET1のゲートに代えて、抵抗R8と
コンデンサC2との接続点に接続するようにしてもよ
い。この場合にも、図3の場合と同様の動作を行い、同
様の効果が得られる。Further, as shown in FIG. 6, the diode D4
The anode of may be connected to the connection point of the resistor R8 and the capacitor C2 instead of the gate of the FET1. Also in this case, the same operation as in the case of FIG. 3 is performed, and the same effect is obtained.
【0114】ここで、トランスの形状について説明す
る。第2実施例では、図3に示すように、それぞれU型
コアからなる1次コアK1、2次コアK2にコイルを巻
いて1次側、2次側を構成し、それぞれ異なる機器の内
部に配設されている。そして、1次コアK1と2次コア
K2とが対向するように互いに装着すると、各機器の筐
体などの絶縁物や空気、水を介して、電磁誘導によって
1次側から2次側に電力伝達が可能になっている。Here, the shape of the transformer will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 3, coils are wound around the primary core K1 and the secondary core K2, each of which is a U-shaped core, to form the primary side and the secondary side. It is arranged. When the primary core K1 and the secondary core K2 are attached to each other so as to face each other, electric power is transferred from the primary side to the secondary side by electromagnetic induction through an insulator such as a casing of each device, air, or water. Communication is possible.
【0115】次に、本発明に係る電源装置の第3実施例
について図7、図8を用いて説明する。図7は電源装置
の第3実施例を示す回路図である。Next, a third embodiment of the power supply device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment of the power supply device.
【0116】第3実施例は、トランス1次側の電圧、す
なわち共振電圧VCを一定に保つものである。この回路
は、第1実施例に加えて、トランスの1次巻線L1と同
一磁路上に新たに巻線L4を形成するとともに、この巻
線L4の誘起電圧を整流、平滑するダイオードD9及び
コンデンサC71と、この整流、平滑された直流電圧を
分圧する抵抗R1,R2とを備え、抵抗R1,R2の接
続点がトランジスタQ1のベースに接続されている。In the third embodiment, the voltage on the primary side of the transformer, that is, the resonance voltage V C is kept constant. In this circuit, in addition to the first embodiment, a new winding L4 is formed on the same magnetic path as the primary winding L1 of the transformer, and a diode D9 and a capacitor for rectifying and smoothing the induced voltage of this winding L4. C71 and resistors R1 and R2 for dividing the rectified and smoothed DC voltage are provided, and the connection point of the resistors R1 and R2 is connected to the base of the transistor Q1.
【0117】次に、動作について図8の波形図を用いて
説明する。巻線L4の誘起電圧は、共振電圧VCに比例
する。また、トランジスタQ1のベースに印加される電
圧VB1は、巻線L4の誘起電圧に比例した電圧、すなわ
ち巻線L4の誘起電圧が、抵抗R2と抵抗R4,R5と
の並列接続による合成抵抗と、抵抗R1とによって分圧
される値になっている。従って、電圧VB1も共振電圧V
Cに比例する。Next, the operation will be described with reference to the waveform chart of FIG. The induced voltage in the winding L4 is proportional to the resonance voltage V C. The voltage V B1 applied to the base of the transistor Q1 is proportional to the induced voltage of the winding L4, that is, the induced voltage of the winding L4 is a combined resistance due to the parallel connection of the resistor R2 and the resistors R4 and R5. , And the resistance R1. Therefore, the voltage V B1 is also the resonance voltage V
Proportional to C.
【0118】電源Eが電圧E01のとき、電流IDのピー
ク値をID1とする。この場合に、電源Eの電圧がE01か
らE02に増大すると、共振電圧VCが増大し、電圧VB1
も増大する。従って、より小さい電流IDでトランジス
タQ1がオンするので、電流IDのピーク値は、ID1か
らID2へ減少する。電流IDのピーク値が減少すると、
1次巻線L1に蓄積されるエネルギーが低下するので、
共振電圧VCが抑えられ、共振電圧VCのレベルがほぼ一
定に保持される。When the power source E is at the voltage E 01 , the peak value of the current I D is I D1 . In this case, when the voltage of the power source E increases from E 01 to E 02 , the resonance voltage V C increases and the voltage V B1
Also increases. Therefore, the transistor Q1 turns on with a smaller current I D , and the peak value of the current I D decreases from I D1 to I D2 . When the peak value of the current I D decreases,
Since the energy stored in the primary winding L1 decreases,
Resonance voltage V C is suppressed, the level of the resonant voltage V C is held substantially constant.
【0119】また、この状態で、負荷E2のレベルが定
格負荷から無負荷に低下すると、共振回路からトランス
を介して負荷E2に伝達されるエネルギーが減少するの
で共振電圧VCの減衰も低下し、それまでよりも共振電
圧VCが増大する。共振電圧VCが増大すると、電圧VB1
も増大するので、電流IDのピーク値がID3に低下し、
1次巻線L1に蓄積されるエネルギーが低下して、共振
電圧VCの増大が抑えられ、共振電圧VCのレベルがほぼ
一定に保持される。Further, in this state, when the level of the load E2 decreases from the rated load to no load, the energy transferred from the resonance circuit to the load E2 via the transformer decreases, so that the attenuation of the resonance voltage V C also decreases. , The resonance voltage V C increases more than before. When the resonance voltage V C increases, the voltage V B1
Also increases, the peak value of the current I D decreases to I D3 ,
The energy stored in the primary winding L1 is reduced, the increase of the resonance voltage V C is suppressed, and the level of the resonance voltage V C is kept substantially constant.
【0120】このように、第3実施例によれば、電源E
の電圧レベルが変動しても、共振電圧VCを一定にする
ことができる。従って、負荷E2のレベルが一定の場合
には、出力電流I0のレベルの安定化が図れる。As described above, according to the third embodiment, the power source E
The resonant voltage V C can be kept constant even if the voltage level of V fluctuates. Therefore, when the level of the load E2 is constant, the level of the output current I 0 can be stabilized.
【0121】また、負荷E2のレベルが変動した場合で
も、共振電圧VCを一定にすることができるので、FE
T1等の耐圧レベルを超えないようにすることができ
る。従って、部品の電圧破壊や寿命の劣化などを防止で
きる。Further, even when the level of the load E2 fluctuates, the resonance voltage V C can be kept constant.
It is possible to prevent the breakdown voltage level such as T1 from being exceeded. Therefore, it is possible to prevent the breakdown of the voltage of the component and the deterioration of the life.
【0122】また、共振電圧VCを一定にできるので、
例えば温度変化等により回路部品の定数が変化したり、
部品定数のばらつきが大きい場合でも、出力をほぼ一定
にすることができる。Since the resonance voltage V C can be made constant,
For example, the constants of circuit parts may change due to temperature changes,
The output can be made substantially constant even if the component constants vary widely.
【0123】また、本実施例のように、トランスの1次
側と2次側とが着脱式で、装着した状態で電磁誘導によ
り非接触で電力を伝送する場合に、装着状態によって共
振回路のインダクタンスが変化しても、共振電圧VCを
一定にできるので、伝送する電力をほぼ一定にすること
ができる。Further, as in the present embodiment, when the primary side and the secondary side of the transformer are detachable and electric power is transmitted in a contactless manner by electromagnetic induction in a mounted state, the resonance circuit of the resonance circuit is changed depending on the mounted state. Even if the inductance changes, the resonance voltage V C can be made constant, so that the transmitted power can be made almost constant.
【0124】なお、図9に示すように、抵抗R2を取り
外し、整流、平滑された巻線L4の誘起電圧をツェナー
ダイオードZ20及び抵抗R1を介して、トランジスタ
Q1のベースに接続するようにしてもよい。この場合に
も、図7の場合と同様の動作を行うとともに、同様の効
果を得ることができる。As shown in FIG. 9, the resistor R2 may be removed and the induced voltage of the rectified and smoothed winding L4 may be connected to the base of the transistor Q1 via the zener diode Z20 and the resistor R1. Good. Also in this case, the same operation as in the case of FIG. 7 can be performed and the same effect can be obtained.
【0125】また、図10に示すように、図9のコンデ
ンサC71に並列に抵抗R71を接続するようにしても
よい。図10の回路において、無負荷状態から急に負荷
が接続された場合の動作について、図11の電圧波形図
を用いて説明する。Further, as shown in FIG. 10, a resistor R71 may be connected in parallel with the capacitor C71 of FIG. The operation of the circuit of FIG. 10 when a load is suddenly connected from the no-load state will be described with reference to the voltage waveform diagram of FIG.
【0126】負荷が接続された瞬間に、トランスの2次
側にエネルギーが伝達されるために、共振電圧は減衰
し、巻線L4に誘起される電圧も低下する。このとき、
抵抗R71が接続されていない場合には、コンデンサC
71は徐々に放電するので、巻線L4の誘起電圧が整
流、平滑された電圧VXは、図11の破線で示すよう
に、徐々に低下する。この電圧VXの低下スピードが遅
いために、次にFET1がオンする時に、トランジスタ
Q1のベースに印加される電圧がまだ高く、十分に電流
IDを流すことができなくなる。従って、共振電圧がさ
らに減衰して、結果的に間欠発振となってしまう虞れが
ある。Since the energy is transmitted to the secondary side of the transformer at the moment when the load is connected, the resonance voltage is attenuated and the voltage induced in the winding L4 is also reduced. At this time,
If the resistor R71 is not connected, the capacitor C
Since 71 gradually discharged, the voltage V X of the induced voltage is rectified and smoothed windings L4, as indicated by a broken line in FIG. 11, gradually decreases. For lowering speed of the voltage V X is slow, then when the FET1 is turned on, is still higher voltage applied to the base of transistor Q1, it is impossible to flow a sufficient current I D. Therefore, the resonance voltage may be further attenuated, resulting in intermittent oscillation.
【0127】しかし、抵抗R71をコンデンサC71に
並列接続すれば、放電ループができるので、共振電圧が
減衰し、巻線L4の誘起電圧が低下すると、電圧VXは
抵抗R71を通して放電される。従って、負荷が急に接
続された場合でも、図11の実線で示すように、電圧V
Xがすばやく低下するので、次のFET1のオン時に
は、トランジスタQ1のベースに印加される電圧が低下
しているために、電流IDを十分に流すことができ、安
定した発振を継続することができる。However, if the resistor R71 is connected in parallel with the capacitor C71, a discharge loop is formed. Therefore, when the resonance voltage is attenuated and the induced voltage in the winding L4 is lowered, the voltage V X is discharged through the resistor R71. Therefore, even if the load is suddenly connected, as shown by the solid line in FIG.
Since X decreases rapidly, when the FET1 is turned on next time, the voltage applied to the base of the transistor Q1 decreases, so that the current I D can sufficiently flow and stable oscillation can be continued. it can.
【0128】また、図12に示すように、図9におい
て、巻線L4は、オン側から出力を取り出すように、そ
の極性を設定するようにしてもよい。電源投入時の動作
について図13、図14の電圧波形図を用いて説明す
る。Further, as shown in FIG. 12, in FIG. 9, the polarity of the winding L4 may be set so that the output is taken out from the ON side. The operation when the power is turned on will be described with reference to the voltage waveform diagrams of FIGS. 13 and 14.
【0129】まず、図12の場合とは逆に巻線L4をオ
フ側から出力を取り出すように、その極性を設定した場
合について図13を用いて説明する。First, a case where the polarity is set so that the output of the winding L4 is taken out from the OFF side, contrary to the case of FIG. 12, will be described with reference to FIG.
【0130】電源投入後、電圧VGが上昇し、FET1
の閾値電圧を超えるとFET1がオンする。FET1が
オンすると、電圧VFはGNDまで低下するが、巻線L
4はオフ側から出力を取り出しているために、FET1
がオンの期間には電圧VXは発生しない。FET1は、
電流IDが増大し、抵抗R4の両端電圧がトランジスタ
Q1の閾値を超えてトランジスタQ1がオンすると、オ
フになる。このFET1のオフ期間に電圧VXが発生す
る。After the power is turned on, the voltage V G rises and the FET1
When the threshold voltage is exceeded, FET1 turns on. When the FET1 is turned on, the voltage V F drops to GND, but the winding L
FET4 outputs the output from the OFF side, so FET1
The voltage V X is not generated during the ON period. FET1 is
When the current I D increases and the voltage across the resistor R4 exceeds the threshold value of the transistor Q1 to turn on the transistor Q1, it turns off. The voltage V X generated in the off period of the FET1.
【0131】ここで、電源投入時には、巻線L4からト
ランジスタQ1のベースに印加される電圧が発生してい
ないので、オン期間が長くなるために、1次巻線L1に
蓄積されたエネルギーが大きくなり、電圧VFは大きく
跳ね上がる。従って、オフ期間の電圧VFに比例する巻
線L4の誘起電圧による電圧VXは大きくなり、トラン
ジスタQ1のベースに印加される電圧が大きくなり過ぎ
て、次のFET1のオン時に、十分な電流IDを流すこ
とができなくなり、間欠発振になる虞れがある。When the power is turned on, since the voltage applied from the winding L4 to the base of the transistor Q1 is not generated, the ON period becomes long, so that the energy stored in the primary winding L1 is large. And the voltage V F jumps greatly. Therefore, the voltage V X due to the induced voltage of the winding L4, which is proportional to the voltage V F in the off period, becomes large, and the voltage applied to the base of the transistor Q1 becomes too large. I D cannot be flowed, and there is a risk of intermittent oscillation.
【0132】次に、巻線L4をオン側から出力を取り出
すように、その極性を設定した場合について図14を用
いて説明する。Next, a case where the polarity is set so that the output of the winding L4 is taken out from the ON side will be described with reference to FIG.
【0133】電源投入後、電圧VGが上昇し、FET1
の閾値電圧を超えるとFET1がオンする。FET1が
オンすると、巻線L4はオン側から出力を取り出してい
るために、電圧VXも同時に発生する。従って、抵抗R
4に発生する電圧と、電圧VXによるトランジスタQ1
のベースに印加される電圧とによって、図13の場合に
比べて、FET1は早くオフになる。After the power is turned on, the voltage V G rises and the FET1
When the threshold voltage is exceeded, FET1 turns on. When FET1 is turned on, the windings L4 in order is taken out of the output from the on-side, the voltage V X may occur at the same time. Therefore, the resistance R
Transistor Q1 due to the voltage generated at 4 and the voltage V X
Depending on the voltage applied to the base of FET1, FET1 is turned off earlier than in the case of FIG.
【0134】また、電圧VXは、電源EとGNDレベル
の電位差の割合で発生するために、図13のように、電
圧VFのピーク電圧とGNDレベルの電位差による場合
よりも、電圧レベルが低くなる。Since the voltage V X is generated at the ratio of the potential difference between the power source E and the GND level, the voltage level is higher than that in the case of the peak voltage of the voltage V F and the potential difference between the GND level as shown in FIG. Get lower.
【0135】従って、トランジスタQ1のベースに印加
される電圧も適切なレベルになり、次回のFET1のオ
ン時にも、十分なレベルの電流IDを流せるため、発振
を安定して持続することができる。Therefore, the voltage applied to the base of the transistor Q1 is also at an appropriate level, and the current I D of a sufficient level can flow when the FET1 is turned on next time, so that the oscillation can be stably maintained. .
【0136】また、図15に示すように、図9と図7と
を組み合わせてもよい。図15は、図9において、電源
端子BとトランジスタQ1のベースとの間に、抵抗R2
を接続したものである。この場合は、電圧VXの変化に
対して電圧VB1の変化量を大きくすることができる。従
って、電圧VEのより大きいレベル変動に対応して、電
圧VCをほぼ一定に保持できる。Further, as shown in FIG. 15, FIG. 9 and FIG. 7 may be combined. FIG. 15 shows that a resistor R2 is provided between the power supply terminal B and the base of the transistor Q1 in FIG.
Is connected. In this case, the change amount of the voltage V B1 can be increased with respect to the change of the voltage V X. Therefore, the voltage V C can be held substantially constant in response to the larger level fluctuation of the voltage V E.
【0137】また、図16に示すように、図9と図3と
を組み合わせてもよい。図16は、図9において、電源
端子A,B間に直列に抵抗R19,R20を接続し、抵
抗R19,R20の接続点をトランジスタQ1のベース
に接続したものである。この場合は、電源Eのレベル変
動に直接対応するとともに、負荷E2のレベルが変動し
た場合でも、共振電圧VCを一定にすることができる。
従って、負荷E2のレベルが一定の場合には、出力電流
I0のレベルの安定化が図れる。また、FET1の耐圧
レベルを超えないようにすることができる。Further, as shown in FIG. 16, FIG. 9 and FIG. 3 may be combined. In FIG. 16, resistors R19 and R20 are connected in series between the power supply terminals A and B in FIG. 9, and the connection point of the resistors R19 and R20 is connected to the base of the transistor Q1. In this case, it is possible to directly respond to the level change of the power source E, and to keep the resonance voltage V C constant even when the level of the load E2 changes.
Therefore, when the level of the load E2 is constant, the level of the output current I 0 can be stabilized. Further, it is possible to prevent the breakdown voltage level of the FET 1 from being exceeded.
【0138】次に、本発明に係る電源装置の第4実施例
について図17を用いて説明する。図17は電源装置の
第4実施例を示す回路図である。Next, a fourth embodiment of the power supply device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the power supply device.
【0139】第4実施例も、トランス1次側の電圧
VC、すなわち共振電圧を一定に保つものである。この
回路は、第1実施例に加えて、トランスの1次巻線L1
と同一の磁気回路上に形成された巻線L5と、この巻線
L5の誘起電圧を整流、平滑するダイオードD5及びコ
ンデンサC3と、この整流、平滑された直流電圧を分圧
する抵抗R6,R7とを備えている。[0139] The fourth embodiment is also intended to maintain the voltage V C of the primary side of the transformer, i.e., the resonant voltage constant. This circuit is the same as the first embodiment except that the primary winding L1 of the transformer is
A winding L5 formed on the same magnetic circuit, a diode D5 and a capacitor C3 that rectify and smooth the induced voltage of the winding L5, and resistors R6 and R7 that divide the rectified and smoothed DC voltage. Is equipped with.
【0140】また、オペアンプOP1及び抵抗R81,
R9からなる非反転増幅回路を備え、オペアンプOP1
の−入力端子には、抵抗R10及びツェナーダイオード
Z30からなる基準電圧生成回路で生成された基準電圧
VYが抵抗R9を介して入力され、+入力端子には、抵
抗R6,R7で分圧された電圧が入力されている。オペ
アンプOP1の出力端子には、抵抗R11及びコンデン
サC4からなる積分回路が接続され、この積分回路の出
力は、抵抗R12を介してトランジスタQ1のベースに
接続されている。Further, the operational amplifier OP1 and the resistor R81,
The operational amplifier OP1 is equipped with a non-inverting amplifier circuit composed of R9.
The reference voltage V Y generated by the reference voltage generation circuit including the resistor R10 and the Zener diode Z30 is input to the − input terminal of the resistor via the resistor R9, and the + input terminal is divided by the resistors R6 and R7. Voltage has been input. The output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to an integrating circuit composed of a resistor R11 and a capacitor C4, and the output of this integrating circuit is connected to the base of the transistor Q1 via the resistor R12.
【0141】次に、動作について説明する。動作中は、
オペアンプOP1によって、共振電圧VCに比例した電
圧VXが抵抗R6,R7により分圧された電圧VX1と、
基準電圧VYから抵抗R9を介して入力された電圧VX2
とが比較されるとともに、その差が増幅され、積分回路
を介してトランジスタQ1のベースに電圧VB1が印加さ
れる。Next, the operation will be described. During operation,
The operational amplifier OP1 divides the voltage V X proportional to the resonance voltage V C by the resistors R6 and R7 into a voltage V X1 and
The voltage V X2 input from the reference voltage V Y via the resistor R9
Are compared with each other, the difference is amplified, and the voltage V B1 is applied to the base of the transistor Q1 via the integrating circuit.
【0142】そして、安定状態から、負荷レベルの低下
などによって電圧VCが増大すると、電圧VXも増大し、
オペアンプOP1の入力電圧VX1と、入力電圧VX2との
間に電圧差が生じ、オペアンプOP1からは、この入力
差が0になるように上昇する出力電圧VX3が出力され
る。When the voltage V C increases from the stable state due to a decrease in load level or the like, the voltage V X also increases,
A voltage difference occurs between the input voltage V X1 of the operational amplifier OP1 and the input voltage V X2, and the operational amplifier OP1 outputs the output voltage V X3 that rises so that the input difference becomes zero.
【0143】積分回路の出力電圧VX4は、抵抗R11と
コンデンサC4の積分作用により、電圧VX3の上昇に比
して緩慢に増大する。従って、電圧VB1のレベルは徐々
に増大するので、電流IDは徐々に低下し、電圧VCが低
下することとなる。The output voltage V X4 of the integrating circuit increases slowly compared to the increase of the voltage V X3 due to the integrating action of the resistor R11 and the capacitor C4. Therefore, the level of the voltage V B1 gradually increases, so that the current I D gradually decreases and the voltage V C decreases.
【0144】このように、第4実施例によれば、比例、
積分制御により、共振電圧VCが、常に基準電圧VYに対
して等しい倍率の電圧になるように自動制御されるの
で、電圧VCを一定に保持することができる。As described above, according to the fourth embodiment,
By the integration control, the resonance voltage V C is automatically controlled so that the resonance voltage V C always becomes a voltage having the same magnification as the reference voltage V Y , so that the voltage V C can be held constant.
【0145】なお、図18に示すように、巻線L5を除
去するとともに、ダイオードD5のアノードをFET1
のソースに接続して、共振電圧VCに比例する電圧の代
用として、電圧VC1=VDS+ID・R4を利用するように
してもよい。但し、VDSはFET1のドレイン−ソース
電圧である。この場合にも、図17と同様の動作によっ
て、同様の効果を得ることができる。As shown in FIG. 18, the winding L5 is removed and the anode of the diode D5 is changed to FET1.
The voltage V C1 = V DS + I D · R 4 may be used as a substitute for the voltage proportional to the resonance voltage V C. However, V DS is the drain-source voltage of FET1. Also in this case, the same effect can be obtained by the same operation as in FIG.
【0146】次に、本発明に係る電源装置の第5実施例
について図19を用いて説明する。図19は電源装置の
第5実施例を示す回路図である。Next, a fifth embodiment of the power supply device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the power supply device.
【0147】第5実施例は、トランス2次側の出力電流
IOを一定に保つものである。この回路は、第1実施例
に加えて、トランスの2次巻線L2と同一磁路上に形成
された巻線L6と、この巻線L6に抵抗R15を介して
接続された1次巻線L7及び2次巻線L8からなり、巻
線L6の誘起電圧を伝達するトランスTL7と、この2
次巻線L8の誘起電圧を整流、平滑するダイオードD7
及びコンデンサC5とを備え、この整流、平滑された直
流電圧は、ツェナーダイオードZ20及び抵抗R1を介
して、トランジスタQ1のベースに入力されるようにな
っている。また、電源端子A,B間に直列に抵抗R1
9,R20が接続されるとともに、抵抗R19,R20
の接続点がトランジスタQ1のベースに接続されてい
る。In the fifth embodiment, the output current I O on the secondary side of the transformer is kept constant. In addition to the first embodiment, this circuit includes a winding L6 formed on the same magnetic path as the secondary winding L2 of the transformer, and a primary winding L7 connected to this winding L6 via a resistor R15. And a secondary winding L8 and a transformer TL7 for transmitting the induced voltage of the winding L6, and
Diode D7 that rectifies and smoothes the induced voltage in the secondary winding L8
The rectified and smoothed DC voltage is provided to the base of the transistor Q1 via the Zener diode Z20 and the resistor R1. A resistor R1 is connected in series between the power supply terminals A and B.
9 and R20 are connected and resistors R19 and R20 are connected.
Is connected to the base of the transistor Q1.
【0148】次に、動作について説明する。動作中は、
トランスの2次巻線L2の誘起電圧によって巻線L6に
電圧が誘起され、この電圧がトランスTL7を介して2
次巻線L8に誘起され、この誘起電圧がダイオードD7
及びコンデンサC5によって整流、平滑される。そし
て、この直流電圧がツェナーダイオードZ20及び抵抗
R1を介してトランジスタQ1のベースに印加される。
また、トランジスタQ1のベースには、電源Eが抵抗R
19,R20によって分圧された電圧が印加されてい
る。Next, the operation will be described. During operation,
A voltage is induced in the winding L6 by the induced voltage in the secondary winding L2 of the transformer, and this voltage is transferred to the winding L6 via the transformer TL7.
This induced voltage is induced in the secondary winding L8 and this induced voltage is applied to the diode D7.
And the capacitor C5 for rectification and smoothing. Then, this DC voltage is applied to the base of the transistor Q1 via the Zener diode Z20 and the resistor R1.
The power source E is connected to the resistor R at the base of the transistor Q1.
The voltage divided by 19 and R20 is applied.
【0149】そして、安定状態から、負荷レベルの低下
などによって、トランス2次側のダイオードD1,D2
に流れる電流IL2,IL3が増大すると、巻線L6に誘起
される電圧も増大するため、トランスTL7の2次巻線
L8に誘起される電圧も増大する。従って、トランジス
タQ1のベースに印加される電圧VB1が増大し、より早
くトランジスタQ1がオンするので、FET1がより早
くオフになり、電流IDが低下するため、電圧VCが低下
して、2次側の電流IL2,IL3が一定に保たれる。From the stable state, the diodes D1 and D2 on the secondary side of the transformer are changed due to a decrease in the load level.
When the currents I L2 and I L3 flowing in the transformer TL7 increase, the voltage induced in the winding L6 also increases, and the voltage induced in the secondary winding L8 of the transformer TL7 also increases. Therefore, since the voltage V B1 applied to the base of the transistor Q1 increases and the transistor Q1 turns on earlier, the FET1 turns off earlier and the current I D decreases, so the voltage V C decreases, The secondary currents I L2 and I L3 are kept constant.
【0150】また、電源Eの電圧レベルが上昇すると、
抵抗R19,R20によって分圧された電圧が上昇す
る。従って、トランジスタQ1のベースに印加される電
圧VB1が増大し、より早くトランジスタQ1がオンする
ので、FET1がより早くオフになり、電流IDが低下
するため、電圧VCが低下して、2次側の電流IL2,I
L3が一定に保たれる。When the voltage level of the power source E rises,
The voltage divided by the resistors R19 and R20 increases. Therefore, since the voltage V B1 applied to the base of the transistor Q1 increases and the transistor Q1 turns on earlier, the FET1 turns off earlier and the current I D decreases, so the voltage V C decreases, Secondary current I L2 , I
L3 is kept constant.
【0151】このように、第5実施例によれば、2次側
の電流IL2,IL3の変動を検出し、これに応じて共振電
圧VCを一定に保持するようにしたので、電源Eの電圧
や負荷E2のレベルが変動しても、出力電流IOの安定
化を図ることができる。As described above, according to the fifth embodiment, the fluctuations of the secondary currents I L2 and I L3 are detected, and the resonance voltage V C is held constant according to the fluctuations. Even if the voltage of E or the level of the load E2 changes, the output current I O can be stabilized.
【0152】また、共振電圧VCを一定にすることによ
り、FET1等の耐圧レベルを超えないようにすること
ができるので、部品の電圧破壊や寿命の劣化などを防止
できる。Further, by keeping the resonance voltage V C constant, it is possible to prevent the breakdown voltage level of the FET 1 and the like from being exceeded, so that it is possible to prevent the breakdown of the voltage of the parts and the deterioration of the life.
【0153】また、共振電圧VCを一定にできるので、
例えば温度変化等により回路部品の定数が変化したり、
部品定数のばらつきが大きい場合でも、出力をほぼ一定
にすることができる。Since the resonance voltage V C can be made constant,
For example, the constants of circuit parts may change due to temperature changes,
The output can be made substantially constant even if the component constants vary widely.
【0154】また、本実施例のように、トランスの1次
側と2次側とが着脱式で、装着した状態で電磁誘導によ
り非接触で電力を伝送する場合に、装着状態によって共
振回路のインダクタンスが変化しても、2次側の電流I
L2,IL3の変動を検出して共振電圧VCを一定にするの
で、出力電流IOの安定化が図れる。Further, as in the present embodiment, when the primary side and the secondary side of the transformer are detachable and electric power is transmitted in a contactless manner by electromagnetic induction in the mounted state, the resonance circuit of the resonant circuit is changed depending on the mounted state. Even if the inductance changes, the secondary current I
Since the resonance voltage V C is made constant by detecting the variation of L2 and I L3 , the output current I O can be stabilized.
【0155】次に、本発明に係る電源装置の第6実施例
について図20を用いて説明する。図20は電源装置の
第6実施例を示す回路図である。Next, a sixth embodiment of the power supply device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the power supply device.
【0156】第6実施例は、第5実施例と同様に、トラ
ンス2次側の出力電流IOを一定に保つものである。こ
の回路は、第1実施例に加えて、トランスの2次巻線L
2と同一磁路上に形成された巻線L6と、この巻線L6
の誘起電圧を整流、平滑するダイオードD8及びコンデ
ンサC6と、コンデンサC6に並列接続された抵抗R1
2及び発光素子LDの直列回路とを備えている。発光素
子LDは、発光ダイオード等からなり、整流、平滑され
た直流電圧により電流が供給されると、電流レベルに応
じた光量で発光するものである。Similar to the fifth embodiment, the sixth embodiment keeps the output current I O on the secondary side of the transformer constant. This circuit is the same as the first embodiment except that the secondary winding L of the transformer is used.
Winding L6 formed on the same magnetic path as 2 and this winding L6
Diode D8 and capacitor C6 for rectifying and smoothing the induced voltage of R1, and resistor R1 connected in parallel with capacitor C6
2 and a series circuit of the light emitting element LD. The light emitting element LD is composed of a light emitting diode or the like, and emits a light amount corresponding to the current level when a current is supplied by a rectified and smoothed DC voltage.
【0157】また、電源端子A,B間に直列に、受光素
子P1及び抵抗R19,R20が接続されるとともに、
抵抗R19,R20の接続点がトランジスタQ1のベー
スに接続され、抵抗R20に並列に抵抗R13が接続さ
れている。受光素子P1は、例えばフォトトランジスタ
からなり、発光素子LDの光を受光するように構成さ
れ、受光量に応じた導電率で導通するものである。Further, the light receiving element P1 and the resistors R19 and R20 are connected in series between the power supply terminals A and B, and
The connection point of the resistors R19 and R20 is connected to the base of the transistor Q1 and the resistor R13 is connected in parallel to the resistor R20. The light receiving element P1 is formed of, for example, a phototransistor, is configured to receive the light of the light emitting element LD, and conducts at a conductivity corresponding to the amount of received light.
【0158】次に、動作について説明する。動作中は、
トランスの2次巻線L2の誘起電圧によって巻線L6に
電圧が誘起され、この電圧が整流、平滑され、電流が供
給されて発光素子LDが発光し、その光が受光素子P1
に受光される。受光素子P1は、受光量に応じた導電率
で導通するので、トランジスタQ1のベースに印加され
る電圧VB1は、電源Eの電圧から受光素子P1のコレク
タ−エミッタ電圧VCEだけ減算した値が、抵抗R19と
抵抗R13,R20の合成抵抗とで分圧された値にな
る。Next, the operation will be described. During operation,
A voltage is induced in the winding L6 by the induced voltage in the secondary winding L2 of the transformer, the voltage is rectified and smoothed, a current is supplied, the light emitting element LD emits light, and the light is received by the light receiving element P1.
Is received by. Since the light receiving element P1 conducts at a conductivity corresponding to the amount of received light, the voltage V B1 applied to the base of the transistor Q1 is a value obtained by subtracting the collector-emitter voltage V CE of the light receiving element P1 from the voltage of the power source E. , And the combined resistance of the resistors R19 and R13, R20.
【0159】そして、安定状態から、負荷レベルの低下
などによって、2次側のダイオードD1,D2に流れる
電流IL2,IL3が増大すると、巻線L6に誘起される電
圧が上昇するので、発光素子LDに流れる電流が増大
し、その発光強度が上昇する。従って、受光素子P1の
コレクタ−エミッタ電圧VCEが低下するので、トランジ
スタQ1のベースに印加される電圧VB1が上昇する。こ
のため、トランジスタQ1がより早くオンし、FET1
がより早くオフになる。従って、電流IDが低減し、共
振電圧VCが低減するので、2次側の電流IL2,IL3が
低下して、出力電流IOが安定化される。Then, when the currents I L2 and I L3 flowing through the secondary side diodes D1 and D2 increase from the stable state due to a decrease in load level or the like, the voltage induced in the winding L6 rises, so that light emission occurs. The current flowing through the element LD increases and the emission intensity thereof increases. Therefore, the collector-emitter voltage V CE of the light receiving element P1 decreases, and the voltage V B1 applied to the base of the transistor Q1 increases. Therefore, the transistor Q1 turns on earlier and the FET1
Turn off faster. Therefore, the current I D is reduced and the resonance voltage V C is reduced, so that the secondary currents I L2 and I L3 are reduced and the output current I O is stabilized.
【0160】このように、第6実施例によれば、2次側
の電流IL2,IL3の変動を検出し、これに応じて共振電
圧VCを一定に保持するようにしたので、電源Eの電圧
や負荷E2のレベルが変動しても、出力電流IOの安定
化を図ることができる。As described above, according to the sixth embodiment, the fluctuations of the secondary currents I L2 and I L3 are detected, and the resonance voltage V C is kept constant in accordance with the fluctuations. Even if the voltage of E or the level of the load E2 changes, the output current I O can be stabilized.
【0161】また、共振電圧VCを一定にすることによ
り、FET1等の耐圧レベルを超えないようにすること
ができるので、部品の電圧破壊や寿命の劣化などを防止
できる。Further, by keeping the resonance voltage V C constant, it is possible to prevent the withstand voltage level of the FET 1 and the like from being exceeded, so that it is possible to prevent voltage breakdown of components and deterioration of life.
【0162】また、共振電圧VCを一定にできるので、
例えば温度変化等により回路部品の定数が変化したり、
部品定数のばらつきが大きい場合でも、出力をほぼ一定
にすることができる。Since the resonance voltage V C can be made constant,
For example, the constants of circuit parts may change due to temperature changes,
The output can be made substantially constant even if the component constants vary widely.
【0163】また、本実施例のように、トランスの1次
側と2次側とが着脱式で、装着した状態で電磁誘導によ
り非接触で電力を伝送する場合に、装着状態によって共
振回路のインダクタンスが変化しても、2次側の電流I
L2,IL3の変動を検出して共振電圧VCを一定にするの
で、出力電流IOの安定化が図れる。Further, as in the present embodiment, when the primary side and the secondary side of the transformer are detachable and electric power is transmitted in a contactless manner by electromagnetic induction in a mounted state, the resonance circuit of the resonance circuit is changed depending on the mounted state. Even if the inductance changes, the secondary current I
Since the resonance voltage V C is made constant by detecting the variation of L2 and I L3 , the output current I O can be stabilized.
【0164】次に、非接触式の電源装置に対する周辺保
護回路について説明する。図21は、周辺保護回路の概
略を示す電源装置のブロック図である。全体構成につい
て説明すると、本装置は電源部と負荷部とが分離着脱可
能に構成されており、電源部は、接続可能にされた電源
E、自励発振回路部としての電流制御回路11、FET
1等のスイッチング素子12、共振回路13、1次コア
K1、1次コアK1に巻かれた1次巻線L1及びフィー
ドバック回路14を有するとともに、後述する信号処理
回路15を備える。負荷部側は、2次コアK2、2次コ
アK2に巻かれた2次巻線L2及び図略の整流平滑回
路、負荷E2を有するとともに、後述する信号検出回路
21及び信号処理回路22を備える。Next, the peripheral protection circuit for the non-contact type power supply device will be described. FIG. 21 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit. Explaining the overall configuration, the present apparatus is configured such that a power supply unit and a load unit can be separated and attached, and the power supply unit includes a connectable power supply E, a current control circuit 11 as a self-oscillation circuit unit, and an FET.
1 and the like, a resonance circuit 13, a primary core K1, a primary winding L1 wound around the primary core K1, and a feedback circuit 14, and a signal processing circuit 15 described later. The load unit side includes a secondary core K2, a secondary winding L2 wound around the secondary core K2, a rectifying / smoothing circuit (not shown), and a load E2, and further includes a signal detection circuit 21 and a signal processing circuit 22 described later. .
【0165】なお、図21のブロック図は信号検出回路
21、信号処理回路15,22を除いて、例えば図3に
示す回路をブロックで表わしたものである。また、図2
1〜図32において、太線は電力の流れを示し、細線は
負荷状態信号の流れを示す。The block diagram of FIG. 21 shows, for example, the circuit shown in FIG. 3 as a block except for the signal detection circuit 21 and the signal processing circuits 15 and 22. Also, FIG.
1 to 32, the thick line shows the flow of electric power, and the thin line shows the flow of load state signals.
【0166】信号検出回路21は出力電流I0のライン
に設けられ、負荷の状態を検出するものである。信号処
理回路22は信号検出回路21と2次巻線L2間に介設
され、検出された負荷状態を示す信号をトランスを経て
1次側に伝達可能な信号形態に変換するべく信号処理を
施すものである。信号処理回路15は、1次巻線L1と
フィードバック回路14間に介設され、2次側から伝達
されてきた負荷状態信号をフィードバックのための信号
に変換するものである。かかる周辺保護回路を設けるこ
とにより、負荷の状態が検出され、その検出信号が1次
側に伝達されて自励発振をフィードバック制御し、負荷
E2への出力の安定化が図れるようにしている。The signal detection circuit 21 is provided on the line of the output current I 0 and detects the state of the load. The signal processing circuit 22 is interposed between the signal detection circuit 21 and the secondary winding L2, and performs signal processing so as to convert a signal indicating the detected load state into a signal form that can be transmitted to the primary side through a transformer. It is a thing. The signal processing circuit 15 is provided between the primary winding L1 and the feedback circuit 14 and converts the load state signal transmitted from the secondary side into a signal for feedback. By providing such a peripheral protection circuit, the state of the load is detected, the detection signal is transmitted to the primary side, the self-excited oscillation is feedback-controlled, and the output to the load E2 is stabilized.
【0167】図22は、図21に示す信号処理回路1
5,22をより具体的に示す電源装置のブロック図で、
電力伝送と負荷状態信号の伝達を同時に行わせるもので
ある。FIG. 22 shows the signal processing circuit 1 shown in FIG.
In the block diagram of the power supply device showing 5, 22 more specifically,
Power transmission and load state signal transmission are performed simultaneously.
【0168】図において、信号処理回路22はV−f変
換回路221及び波形整形回路222から構成されてい
る。V−f変換回路221は負荷側で負荷の状態信号と
して検出した電圧情報をVCO(電圧制御発振)等を利
用して電圧レベルに応じた、少なくとも電源側の共振周
波数とは異なる所要周波数帯の周波数信号に変換するも
のである。波形整形回路222はバンドパスフィルタ等
からなり、波形整形してトランスを通過容易な正弦波に
変換するものである。そして、得られた正弦波信号を2
次巻線L2から1次巻線L1に伝達させる。また、信号
処理回路15はリミッタ回路151、波形整形回路15
2及びf−V変換回路153から構成されている。1次
巻線L1に発生する電圧は正弦波状の電力波と2次側か
らの正弦波状の信号波との複合波となるため、リミッタ
回路151によって1次巻線電圧から上記信号波のみを
取り出す。波形整形回路152は取り出された正弦波信
号を矩形波に整形するものである。f−V変換回路15
3は矩形波のパルス周波数に応じた電圧信号に変換する
ものである。そして、得られた電圧信号はフィードバッ
ク回路14に導かれ、ここで、負荷の状態変化に応じて
2次側への出力が安定化するようにフィードバック制御
される。In the figure, the signal processing circuit 22 is composed of a Vf conversion circuit 221 and a waveform shaping circuit 222. The V-f conversion circuit 221 uses voltage information detected as a load state signal on the load side by using a VCO (voltage controlled oscillation) or the like, and determines a required frequency band at least different from the resonance frequency on the power supply side. It is converted into a frequency signal. The waveform shaping circuit 222 is composed of a bandpass filter or the like, and transforms the waveform into a sine wave that can easily pass through the transformer. Then, the obtained sine wave signal is
It is transmitted from the secondary winding L2 to the primary winding L1. In addition, the signal processing circuit 15 includes a limiter circuit 151 and a waveform shaping circuit 15.
2 and the f-V conversion circuit 153. Since the voltage generated in the primary winding L1 is a composite wave of the sine wave power wave and the sine wave signal wave from the secondary side, the limiter circuit 151 extracts only the signal wave from the primary winding voltage. . The waveform shaping circuit 152 shapes the extracted sine wave signal into a rectangular wave. f-V conversion circuit 15
3 is for converting into a voltage signal corresponding to the pulse frequency of the rectangular wave. Then, the obtained voltage signal is guided to the feedback circuit 14, where feedback control is performed so that the output to the secondary side is stabilized according to the change in the state of the load.
【0169】図23は、図22に示す電源装置の他のブ
ロック図を示すもので、電力伝送と負荷状態信号の伝達
とを切り換えて行わせるもので、図22に示す構成に加
えて、切換回路SWが設けられている。切換回路SW
は、スイッチング素子12が動作して電力が1次側から
2次側へ伝送される期間は電力ラインに接続され、他の
期間は負荷状態信号ライン側に接続されるように交互乃
至は所要期間毎に切換えられるようになっている。FIG. 23 shows another block diagram of the power supply device shown in FIG. 22, in which power transmission and load state signal transmission are switched, and in addition to the configuration shown in FIG. A circuit SW is provided. Switching circuit SW
For a period of time in the power switching element 12 is operated is Ru is transmitted from the primary side to the secondary side is connected to the power line, alternately to the duration as another period is connected to a load state signal line side It can be switched every time.
【0170】図24〜図26は、図21において、信号
検出回路21で検出される信号の形態毎のブロック図を
示すものである。図24は、出力電流I0を2次巻線L
2に直列接続された低抵抗等の電流検出回路21aから
検出するもので、これにより負荷側の出力電流を安定化
することができる。図25は、2次巻線L2の両端ある
いは負荷E2の両端電圧を電圧検出回路21bで検出す
るもので、これにより負荷側の出力電圧を安定化するこ
とができる。図26は電流と電圧の双方を検出し、かつ
その積を得る、あるいは公知の電力計等の原理による電
力検出回路21cで電力を検出するもので、これにより
負荷に安定した電力を出力供給することができる。FIGS. 24 to 26 are block diagrams for each form of the signal detected by the signal detection circuit 21 in FIG. In FIG. 24, the output current I 0 is transferred to the secondary winding L
The current is detected by the current detection circuit 21a such as a low resistance connected in series with the second circuit, so that the output current on the load side can be stabilized. In FIG. 25, the voltage across the secondary winding L2 or the voltage across the load E2 is detected by the voltage detection circuit 21b, whereby the output voltage on the load side can be stabilized. In FIG. 26, both the current and the voltage are detected and the product thereof is obtained, or the electric power is detected by the electric power detection circuit 21c based on the principle of a well-known electric power meter or the like, whereby a stable electric power is output to the load. be able to.
【0171】図27は、図24に示す出力電流I0の安
定化を図る電源装置の更に詳細なブロック構成図を示す
ものである。なお、図中、図22と同一物については同
一符号を付し説明を省略する。FIG. 27 is a more detailed block diagram of the power supply device for stabilizing the output current I 0 shown in FIG. In the figure, the same components as those in FIG. 22 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0172】負荷E2には、出力電流I0を検出する電
流検出回路としての抵抗R21及びコンデンサC10か
らなる並列回路が直列に接続されている。出力電流I0
は抵抗R21の両端電圧V1として検出され、上記V−
f変換回路221に入力された後、バンドパスフィルタ
等の波形整形回路222及びコンデンサC11を経て、
所定レベルV2の正弦波に変換されて2次巻線L2に導
かれる。コンデンサC12は1次巻線L1に対して直列
に接続され、2次側から伝達されてくる負荷状態信号で
ある正弦波信号を抽出するものである。増幅回路150
は抽出された正弦波信号を所要レベルに増幅するもの
で、増幅された正弦波信号は、前述のリミッタ回路15
1に導かれた後、波形整形回路152でレベルV3の矩
形波に整形され、更にf−V変換回路153で電圧V4
に変換されてフィードバック回路14に出力される。A parallel circuit including a resistor R21 and a capacitor C10 as a current detection circuit for detecting the output current I 0 is connected in series to the load E2. Output current I 0
Is detected as the voltage V1 across the resistor R21, and V-
After being input to the f conversion circuit 221, it passes through a waveform shaping circuit 222 such as a bandpass filter and a capacitor C11,
It is converted into a sine wave of a predetermined level V2 and guided to the secondary winding L2. The capacitor C12 is connected in series with the primary winding L1 and extracts a sine wave signal which is a load state signal transmitted from the secondary side. Amplifier circuit 150
Is for amplifying the extracted sine wave signal to a required level, and the amplified sine wave signal is the limiter circuit 15 described above.
After being guided to 1, the waveform is shaped into a rectangular wave of level V3 by the waveform shaping circuit 152, and further the voltage V4 is shaped by the fV conversion circuit 153.
And is output to the feedback circuit 14.
【0173】フィードバック回路14はオペアンプOP
2,OP3が2段接続された構成を有し、オペアンプO
P2の−入力端子はf−V変換回路153の出力側に接
続され、出力端子はオペアンプOP3の−入力端子に接
続されている。一方、電源端子A,B間には抵抗R19
及びツェナーダイオードZ40の直列回路が接続されて
おり、基準電圧としてのツェナー電圧をオペアンプOP
2,OP3の+入力端子に導いている。そして、オペア
ンプOP3の出力端子はトランジスタQ1のベースに接
続され、フィードバックのためのバイアスとしての出力
電圧V5を出力するようにしている。The feedback circuit 14 is an operational amplifier OP.
2, OP3 has a configuration in which two stages are connected, and an operational amplifier O
The-input terminal of P2 is connected to the output side of the fV conversion circuit 153, and the output terminal is connected to the-input terminal of the operational amplifier OP3. On the other hand, a resistor R19 is provided between the power supply terminals A and B.
A series circuit of a zener diode Z40 and a zener diode Z40 is connected, and a zener voltage as a reference voltage is supplied to an operational amplifier OP.
2, lead to the OP3 + input terminal. The output terminal of the operational amplifier OP3 is connected to the base of the transistor Q1 and outputs the output voltage V5 as a bias for feedback.
【0174】次に、動作について図28の波形図を用い
て説明する。今、負荷E2の状態、例えば負荷抵抗が小
さくなったとすると(T1時点)、この負荷抵抗の低下
は出力電流I0の増大として表われ、検出電圧V1がそ
れに応じて高くなる。このため、V−f変換回路221
及び波形整形回路222を経て得られる正弦波信号V2
は周波数の増加として表われる(信号V2参照)。そし
て、この正弦波信号V2が2次側から1次側に伝達さ
れ、コンデンサC12で抽出された後、波形整形回路1
52で矩形波信号V3に整形され、更にf−V変換回路
153で電圧V4として出力される。そして、正弦波信
号V2の周波数の増加は電圧V4の上昇として表われ
る。電圧V4が上昇すると、オペアンプOP2の出力が
低下するので、オペアンプOP3では出力電圧V5は上
昇することとなる。出力電圧V5が上昇すると、トラン
ジスタQ1のベース電圧が上昇し、より小さい電流ID
でトランジスタQ1がオンするので、その分、FET1
が早くオフになって電流IDのピーク値がIDMAX2からI
DMAX1へ低下することとなる。この結果、1次巻線L1
に蓄積されるエネルギーが低下するので、出力電流I0
は減少することとなる。逆に負荷E2の負荷抵抗が大き
くなった場合には、その変化分に応じて出力電圧V5が
低下し、FET1のオフが遅くなるので、1次巻線L1
に蓄積されるエネルギーが増大し、出力電流I0が増大
することとなる。このように、負荷E2の大きな変化に
対して、出力電流I0の変化をきわめて小さくする定電
流化機能が実現される。Next, the operation will be described with reference to the waveform chart of FIG. Now, assuming that the state of the load E2, for example, the load resistance decreases (time T1), the decrease in the load resistance appears as an increase in the output current I 0 , and the detection voltage V1 increases accordingly. Therefore, the V-f conversion circuit 221
And a sine wave signal V2 obtained through the waveform shaping circuit 222
Appears as an increase in frequency (see signal V2). Then, after the sine wave signal V2 is transmitted from the secondary side to the primary side and extracted by the capacitor C12, the waveform shaping circuit 1
The signal is shaped into a rectangular wave signal V3 at 52, and is further output as a voltage V4 at the fV conversion circuit 153. Then, the increase in the frequency of the sine wave signal V2 appears as an increase in the voltage V4. When the voltage V4 increases, the output of the operational amplifier OP2 decreases, so that the output voltage V5 of the operational amplifier OP3 increases. When the output voltage V5 rises, the base voltage of the transistor Q1 rises, and the smaller current I D
Then, the transistor Q1 turns on, so the FET1
Turns off quickly and the peak value of the current I D changes from I DMAX2 to I
It will be reduced to DMAX1 . As a result, the primary winding L1
Since the energy stored in the output current I 0 decreases,
Will decrease. On the contrary, when the load resistance of the load E2 becomes large, the output voltage V5 decreases according to the amount of change, and the OFF of the FET1 is delayed, so that the primary winding L1
The energy accumulated in the output current I 0 increases and the output current I 0 increases. In this way, a constant current function is realized to make the change in the output current I 0 extremely small with respect to the large change in the load E2.
【0175】次に、非接触で着脱分離式の電源装置に対
する他の周辺保護回路について説明する。この周辺保護
回路は、この種の電源装置においてトランスの2次側に
置かれた物が正規の負荷か否かを判断し、異物が置かれ
た場合には、あるいは無負荷の場合に、エネルギー供給
を停止乃至は極力小さくすることを目的とするものであ
る。すなわち、着脱分離型の電源装置の場合、トランス
の2次巻線L2と負荷E2とが一体となっている場合が
多い。従って、正規の負荷という場合には、2次巻線L
2の有無や負荷の有無に起因した影響を考慮すればよ
い。Next, another peripheral protection circuit for the non-contact detachable power supply device will be described. This peripheral protection circuit determines whether or not the object placed on the secondary side of the transformer in this type of power supply device is a regular load, and when a foreign object is placed or when there is no load, energy is saved. The purpose is to stop or minimize the supply. That is, in the case of the detachable power supply device, the secondary winding L2 of the transformer and the load E2 are often integrated. Therefore, in the case of a regular load, the secondary winding L
It is only necessary to consider the effect of the presence or absence of 2 and the presence or absence of load.
【0176】ところで、トランスのインダクタンスは磁
気抵抗や巻線の巻数の関数として表わされる。また、こ
の種の電源装置では、トランスの2次コアK2や2次巻
線L2の位置が固定され難いため、1次コアK1や1次
巻線L1との相対載置位置によって磁気抵抗が変化す
る。また、2次側に正規の負荷が置かれた場合と、無負
荷や金属等の異物が置かれた場合でも、この磁気抵抗が
大きく異なり、1次側からみたインダクタンスの値が大
きく変化することとなる。このインダクタンス変化を利
用すると、簡易な検出手段で、それらの判別が可能とな
る。そこで、共振回路を1次側からみたインダクタンス
とコンデンサ容量とを利用して上記判別を行うようにし
た。今、インダクタンスをL0、コンデンサ容量をC0と
すると、その周波数fは1/2π√(L0・C0)で示さ
れる。そこで、この周波数変化を検出する方法が考えら
れる。By the way, the inductance of the transformer is expressed as a function of the magnetic resistance and the number of turns of the winding. Further, in this type of power supply device, it is difficult to fix the positions of the secondary core K2 and the secondary winding L2 of the transformer, so that the magnetic resistance changes depending on the relative mounting position with respect to the primary core K1 and the primary winding L1. To do. In addition, the magnetic resistance differs greatly between the case where a regular load is placed on the secondary side and the case where no load or foreign matter such as metal is placed on the secondary side, and the value of the inductance seen from the primary side changes greatly. Becomes By utilizing this inductance change, it is possible to discriminate them with a simple detecting means. Therefore, the above determination is performed using the inductance and the capacitance of the resonant circuit viewed from the primary side. Now, assuming that the inductance is L 0 and the capacitor capacity is C 0 , the frequency f is represented by 1 / 2π√ (L 0 · C 0 ). Therefore, a method of detecting this frequency change can be considered.
【0177】また、この種の電源装置では、共振回路に
蓄積されたエネルギーが負荷E2へエネルギー伝送され
るが、正規の負荷に対して無負荷や金属異物では、イン
ダクタンスの差からエネルギーの伝送量が大きく異なる
ことから、共振電圧や共振電流の変化としても表われ
る。以下、かかるインダクタンスの差に起因する特質を
利用した種々の周辺保護回路について、図29〜図31
を用いて説明する。なお、各図中、図21と同一物につ
いては同一符号を付し説明を省略する。Further, in this type of power supply device, the energy stored in the resonance circuit is transferred to the load E2. However, in the case of no load or a metallic foreign object with respect to the regular load, the amount of energy transfer due to the difference in inductance. Is also significantly different, so it also appears as a change in resonance voltage or resonance current. Hereinafter, various peripheral protection circuits using the characteristics caused by the difference in the inductance will be described with reference to FIGS.
Will be explained. In each figure, the same parts as those in FIG. 21 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0178】図29は、共振周波数変化を利用した周辺
保護回路の概略を示す電源装置のブロック図である。周
波数検出回路17は共振回路に接続され、f−V変換回
路等を利用してその共振周波数を検出するものである。FIG. 29 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit utilizing a change in resonance frequency. The frequency detection circuit 17 is connected to the resonance circuit and detects the resonance frequency using an fV conversion circuit or the like.
【0179】図30は、共振電流変化を利用した周辺保
護回路の概略を示す電源装置のブロック図である。電流
検出回路18は共振回路に低抵抗を介在させ、その両端
に得られる電圧レベルから共振電流を検出するものであ
る。FIG. 30 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit utilizing a change in resonance current. The current detection circuit 18 has a low resistance interposed in the resonance circuit, and detects the resonance current from the voltage level obtained across the resonance circuit.
【0180】図31は、共振電圧変化を利用した周辺保
護回路の概略を示す電源装置のブロック図である。電圧
検出回路19は共振回路の両端電圧を抽出可能になされ
たものである。FIG. 31 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit utilizing a change in resonance voltage. The voltage detection circuit 19 is adapted to extract the voltage across the resonance circuit.
【0181】そして、検出されたインダクタンス、共振
周波数、共振電流あるいは共振電圧が、正規の負荷が接
続されている場合におけるそれらの適正な値の範囲内か
どうかを比較判別し、範囲内であれば正規の負荷である
として、自励発振動作を継続させ、適正範囲外であれ
ば、無負荷あるいは金属異物が置かれたと判断して自励
発振動作を停止させ、あるいは動作をオンオフさせる図
略のスイッチをオフにするようにする。適正な値は予め
設定記憶しておいてもよいし、あるいは比較手段に対す
る基準側の入力信号として発生可能にされているもので
もよい。Then, it is judged whether or not the detected inductance, resonance frequency, resonance current, or resonance voltage is within the range of appropriate values when a regular load is connected, and if it is within the range. Assuming that the load is normal, the self-excited oscillation operation is continued, and if it is out of the proper range, it is judged that there is no load or metal foreign matter is placed, and the self-excited oscillation operation is stopped, or the operation is turned on / off. Try to turn off the switch. The appropriate value may be set and stored in advance, or may be generated as an input signal on the reference side to the comparison means.
【0182】また、図32は、負荷側からの情報を利用
した周辺保護回路の概略を示す電源装置のブロック図で
ある。着脱分離型の電源装置は、電源部の筐体の上面適
所に負荷部の筐体を載置することで電磁結合可能にする
ものであることから、負荷信号検出回路20は、電源部
の筐体に負荷部の筐体が適正に載置されたときに対向す
る位置であって、負荷部筐体に磁石を、電源部側筐体に
マグネットスイッチを配設してなるものである。この構
成により、適正な負荷が置かれたときだけ、負荷信号検
出回路20のマグネットスイッチがオンすることで、適
正な負荷が載置されたことを確実に確認することができ
るようにしている。負荷信号検出回路20のマグネット
スイッチは自励発振動作をオンオフさせる図略のスイッ
チに接続されており、このマグネットスイッチがオンす
ると電源との接続を遮断して発振動作を停止するように
している。FIG. 32 is a block diagram of the power supply device showing an outline of the peripheral protection circuit utilizing the information from the load side. Since the detachable detachable power supply device allows electromagnetic coupling by placing the housing of the load section at a proper place on the upper surface of the housing of the power supply section, the load signal detection circuit 20 is provided in the housing of the power supply section. A magnet is disposed in the load unit casing and a magnet switch is disposed in the power unit side casing at a position facing when the casing of the load unit is properly placed on the body. With this configuration, the magnet switch of the load signal detection circuit 20 is turned on only when a proper load is placed, so that it is possible to reliably confirm that the proper load is placed. The magnet switch of the load signal detection circuit 20 is connected to a switch (not shown) for turning on / off the self-excited oscillation operation. When the magnet switch is turned on, the connection with the power supply is cut off to stop the oscillation operation.
【0183】図33は、図29に示す周波数検出回路1
7を用いた電源回路の1次側の詳細を示す回路ブロック
図である。なお、図中、図29と同一物については同一
符号を付し説明を省略する。FIG. 33 shows a frequency detecting circuit 1 shown in FIG.
6 is a circuit block diagram showing details of a primary side of a power supply circuit using the No. 7 circuit. In the figure, the same parts as those in FIG. 29 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0184】共振回路C1,L1の負極側とアース間に
は直列の分圧抵抗R22,R23が並列接続されてい
る。この抵抗R22,R23の接続点にはf−V変換回
路171が接続され、共振波形信号V11を分圧して取
り込み、その周波数に応じた電圧信号V12を出力す
る。比較回路172は正規の負荷が電源部の所定載置位
置にに適正に置かれた際に、共振回路の共振周波数の範
囲を電圧の設定範囲データVSとして持ち、この設定範
囲データVSと電圧信号V12とを比較し、設定範囲デ
ータVS外のときのみハイレベル信号V13を出力する
ものである。パルス発生回路173は比較回路172か
らハイレベル信号が入力される間、所定周期のパルス信
号V14を出力するものである。また、トランジスタQ
2はコンデンサC2の両端に並列接続され、ベース抵抗
R24を介してパルス発生回路173の出力側に接続さ
れている。Series voltage dividing resistors R22 and R23 are connected in parallel between the negative electrodes of the resonance circuits C1 and L1 and the ground. An f-V conversion circuit 171 is connected to the connection point of the resistors R22 and R23, divides the resonance waveform signal V11 and captures it, and outputs a voltage signal V12 corresponding to the frequency. When comparator circuit 172 which is appropriately placed on a predetermined mounting position of the power unit normal loads, have a range of resonant frequencies of the resonant circuit as set range data V S of the voltage, and the setting range Data V S compares the voltage signal V12, and outputs only high-level signal V13 when outside the range data V S. The pulse generation circuit 173 outputs the pulse signal V14 of a predetermined cycle while the high level signal is input from the comparison circuit 172. Also, the transistor Q
2 is connected in parallel to both ends of the capacitor C2 and is connected to the output side of the pulse generation circuit 173 via the base resistor R24.
【0185】次に動作について、図34の波形図を用い
て説明する。今、正規の負荷が接続されたとすると、f
−V変換回路171からの出力電圧V12は設定範囲デ
ータVSの範囲内にあるから、比較回路172からは出
力されない。従って、パルス発生回路173からの出力
はローレベル状態にあり、この結果、トランジスタQ2
がオフのままとなる。トランジスタQ2がオフである
と、コンデンサC2の充電電圧とフィードバック回路1
4からのフィードバック信号とによって発振動作が継続
され、出力電流I0が負荷E2へ供給される。Next, the operation will be described with reference to the waveform chart of FIG. If a regular load is connected now, f
The output voltage V12 from the −V conversion circuit 171 is within the range of the set range data V S , so it is not output from the comparison circuit 172. Therefore, the output from the pulse generation circuit 173 is in the low level state, and as a result, the transistor Q2
Will remain off. When the transistor Q2 is off, the charging voltage of the capacitor C2 and the feedback circuit 1
The oscillating operation is continued by the feedback signal from 4 and the output current I 0 is supplied to the load E2.
【0186】一方、この状態で、正規の負荷E2が電源
部から取り外されたとすると、トランスの1次側からみ
たインダクタンスが低下するので、発振周波数が高くな
り、f−V変換回路171からの出力電圧V12が設定
範囲データVSの範囲を超える。このため、比較回路1
72から出力信号V13が送出され、パルス発生回路1
73からハイレベルのパルス信号V14が出力される。
この結果、トランジスタQ2はパルス出力期間中だけオ
ンとなって、コンデンサC2の充電電荷を放電するの
で、FET1のオンオフ動作が停止され、負荷への出力
電流I0の供給が停止される。また、パルス発生回路1
73の出力パルスの休止期間に、コンデンサC2は充電
されて、その間に発振が再開されるが、直ぐにパルス信
号V14が送出され、この結果、間欠発振動作が繰り返
される。従って、負荷がない場合や取り外された場合
に、1次側の電力損失を極力小さく抑える(省電力)こ
とができる。On the other hand, in this state, if the regular load E2 is removed from the power supply section, the inductance seen from the primary side of the transformer decreases, the oscillation frequency increases, and the output from the fV converting circuit 171 increases. the voltage V12 exceeds the range of the set range data V S. Therefore, the comparison circuit 1
The output signal V13 is sent from 72, and the pulse generation circuit 1
A high-level pulse signal V14 is output from 73.
As a result, the transistor Q2 is turned on only during the pulse output period to discharge the charge stored in the capacitor C2, so that the on / off operation of the FET1 is stopped and the supply of the output current I 0 to the load is stopped. In addition, the pulse generation circuit 1
While the capacitor C2 is charged during the rest period of the output pulse of 73 and oscillation is restarted during that period, the pulse signal V14 is immediately sent out, and as a result, the intermittent oscillation operation is repeated. Therefore, when there is no load or when the load is removed, the power loss on the primary side can be suppressed as much as possible (power saving).
【0187】次に、金属異物が置かれた場合、トランス
の1次側からみたインダクタンスの値が正規の負荷が置
かれた場合に比して大きくなると、発振周波数は低くな
って出力電圧V12は設定範囲データVSの範囲を下回
る。このため、比較回路172から出力信号V13が送
出され、パルス発生回路173からハイレベルのパルス
信号V14が出力される。この結果、トランジスタQ2
はパルス信号の送出期間と休止期間で、発振動作を間欠
駆動させるため、金属異物が置かれた場合でも、1次側
の電力損失を極力抑制(省電力)することができ、これ
によって金属異物の発熱が防止される。Next, when a metallic foreign matter is placed and the value of the inductance seen from the primary side of the transformer becomes larger than when a regular load is placed, the oscillation frequency becomes low and the output voltage V12 becomes It falls below the range of the set range data V S. Therefore, the comparison circuit 172 outputs the output signal V13 and the pulse generation circuit 173 outputs the high-level pulse signal V14. As a result, the transistor Q2
Since the oscillating operation is intermittently driven during the pulse signal transmission period and the rest period, even if a metallic foreign matter is placed, the power loss on the primary side can be suppressed (power saving) as much as possible, and as a result, the metallic foreign matter can be suppressed. Heat generation is prevented.
【0188】次に、スイッチング素子を電圧駆動型のF
ET1に代えて電流駆動型のトランジスタを採用するた
めの回路構成について図35〜図39を用いて説明す
る。なお、これらの図中、図1と同一物については同一
符号を付し説明を省略する。Next, the switching element is a voltage drive type F
A circuit configuration for adopting a current drive type transistor instead of ET1 will be described with reference to FIGS. In these figures, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0189】図35は、FET1を電流駆動型のトラン
ジスタQ3に置き換えた回路図である。電圧駆動型のF
ETを用いた場合、バイアス電圧VG2を抵抗R8とコン
デンサC2による充電電流IS1と放電電流IS3により得
るようにし、トランジスタQ1がオンした後にFET1
がオフすることを利用して、トランジスタQ1のオンタ
イミングがドレイン電流IDの値に連動できるようにし
て1次巻線L1を流れる電流を制御している。FIG. 35 is a circuit diagram in which FET1 is replaced with a current drive type transistor Q3. Voltage driven F
When ET is used, the bias voltage V G2 is obtained by the charging current I S1 and the discharging current I S3 by the resistor R8 and the capacitor C2, and the FET1 is turned on after the transistor Q1 is turned on.
Is turned off so that the on-timing of the transistor Q1 can be linked with the value of the drain current I D to control the current flowing through the primary winding L1.
【0190】一方、電流駆動型のトランジスタQ3を用
いた場合、図35に示すように、トランジスタQ3がオ
ンしている間、ベース電流IS2が流れ続けるため、トラ
ンジスタQ1でのベース制御機能が低下してくることに
なる。また、トランジスタQ3は入力電圧が約0.7V
と低い電圧でオンする。これに対し、トランジスタQ1
も同じ電圧でオンするものであるためトランジスタQ1
の機能が充分発揮できない。従って、トランジスタQ1
の機能を満足するためには、トランジスタQ3をFET
1の場合と等価な回路構成にする必要がある。この等価
とは、入力インピーダンスを大きくすることと、動作電
圧をFET1なみの数V程度にあげることである。On the other hand, when the current-driven transistor Q3 is used, as shown in FIG. 35, the base current I S2 continues to flow while the transistor Q3 is on, so that the base control function of the transistor Q1 deteriorates. Will come. The input voltage of the transistor Q3 is about 0.7V.
And turn on at a low voltage. On the other hand, the transistor Q1
Also turns on at the same voltage, so transistor Q1
Cannot fully exercise the function of. Therefore, the transistor Q1
In order to satisfy the function of
It is necessary to make the circuit configuration equivalent to the case of 1. This equivalence means increasing the input impedance and raising the operating voltage to about several V as FET1.
【0191】そこで、動作電圧を大きくするための対策
として、図36〜図39に示すように、トランジスタQ
3の入力に抵抗を挿入し、ベースやエミッタに自己バイ
アス電圧を与えるようにした。Therefore, as a measure for increasing the operating voltage, as shown in FIGS.
A resistor was inserted into the input of 3 to apply a self-bias voltage to the base and the emitter.
【0192】図36は、第1対策例を示す回路図で、ト
ランジスタQ3のベースとダイオードD4のアノード間
に抵抗R25を挿入するとともに、図35に示す抵抗R
3に代えて定電圧素子としての定電圧ダイオードZ41
(自己バイアス回路)を設けたものである。この第1対
策例では、抵抗R25によりトランジスタQ3の入力イ
ンピーダンスを上げてベース電流IS2を抑制してベース
制御機能を確保するとともに、定電圧ダイオードZ41
によりトランジスタQ3の動作電圧を持ち上げて所望の
動作電圧を得るようにしてトランジスタQ1によるトラ
ンジスタQ3のオンオフ制御の確保を図っている。FIG. 36 is a circuit diagram showing a first countermeasure example, in which a resistor R25 is inserted between the base of the transistor Q3 and the anode of the diode D4 and the resistor R shown in FIG.
In place of 3, constant voltage diode Z41 as a constant voltage element
(Self-biasing circuit) is provided. In this first countermeasure example, the resistor R25 raises the input impedance of the transistor Q3 to suppress the base current I S2 to secure the base control function, and also the constant voltage diode Z41.
Thus, the operating voltage of the transistor Q3 is raised to obtain a desired operating voltage to ensure the on / off control of the transistor Q3 by the transistor Q1.
【0193】図37は、第2対策例を示す回路図で、ト
ランジスタQ3のベースとダイオードD4のアノード間
に抵抗R25を挿入するとともに、図35に示す抵抗R
3に代えて定電圧素子としてのダイオードD10をトラ
ンジスタQ3のエミッタ側がアノードとなるように複数
個直列接続したものである。この第2対策例では、抵抗
R25によりトランジスタQ3の入力インピーダンスを
上げてベース電流IS2を抑制してベース制御機能を確保
するとともに、ダイオードD10の各順方向電圧分だけ
トランジスタQ3の動作電圧を持ち上げるようにしてい
る。ダイオードD10を2個乃至は所要個数設けること
で所望の動作電圧を得ることができる。FIG. 37 is a circuit diagram showing a second countermeasure example, in which a resistor R25 is inserted between the base of the transistor Q3 and the anode of the diode D4 and the resistor R shown in FIG.
3, a plurality of diodes D10 as constant voltage elements are connected in series so that the emitter side of the transistor Q3 serves as an anode. In this second countermeasure example, the input impedance of the transistor Q3 is increased by the resistor R25 to suppress the base current I S2 to secure the base control function, and the operating voltage of the transistor Q3 is increased by each forward voltage of the diode D10. I am trying. A desired operating voltage can be obtained by providing two or a required number of diodes D10.
【0194】図38は、第3対策例を示す回路図で、ト
ランジスタQ3のベースとダイオードD4のアノード間
に、抵抗R25と、定電圧素子としてのダイオードD1
1を抵抗R25側がアノードとなるように複数個直列し
た回路とを直列接続したものである。この第3対策例で
は、抵抗R25によりトランジスタQ3の入力インピー
ダンスを上げてベース電流IS2を抑制してベース制御機
能を確保するとともに、ダイオードD11の各順方向電
圧分だけトランジスタQ3の動作電圧をトランジスタQ
1に対して相対的に持ち上げるようにしている。ダイオ
ードD11を2個乃至は所要個数設けることで所望の動
作電圧を得ることができる。FIG. 38 is a circuit diagram showing a third countermeasure example, in which a resistor R25 and a diode D1 as a constant voltage element are provided between the base of the transistor Q3 and the anode of the diode D4.
1 is connected in series with a circuit in which a plurality of 1s are connected in series so that the resistor R25 side serves as an anode. In the third countermeasure example, the resistor R25 increases the input impedance of the transistor Q3 to suppress the base current I S2 to secure the base control function, and the operating voltage of the transistor Q3 is set to the forward voltage of the diode D11. Q
I try to lift it relative to 1. A desired operating voltage can be obtained by providing two or a required number of diodes D11.
【0195】図39は、第4対策例を示す回路図で、ト
ランジスタQ3のベースとダイオードD4のアノード間
に、抵抗R25と、この抵抗R25側にアノードを接続
した定電圧素子としての定電圧ダイオードZ42とを直
列接続したものである。この第4対策例では、抵抗R2
5によりトランジスタQ3の入力インピーダンスを上げ
てベース電流IS2を抑制してベース制御機能を確保する
とともに、定電圧ダイオードZ42の定電圧分だけトラ
ンジスタQ3の動作電圧をトランジスタQ1に対して相
対的に持ち上げるようにしている。FIG. 39 is a circuit diagram showing a fourth countermeasure example, in which a resistor R25 is provided between the base of the transistor Q3 and the anode of the diode D4, and a constant voltage diode as a constant voltage element in which the anode is connected to the resistor R25 side. Z42 is connected in series. In the fourth countermeasure example, the resistance R2
5, the input impedance of the transistor Q3 is increased to suppress the base current I S2 to secure the base control function, and the operating voltage of the transistor Q3 is increased relative to the transistor Q1 by the constant voltage of the constant voltage diode Z42. I am trying.
【0196】図36〜図39に示す回路構成を採用する
ことで、FET1を用いた装置と同一の機能を得ること
ができ、コストダウンが図れる。また、MOS入力型の
トランジスタであるIGBT(アイソレートゲートバイ
ポーラトランジスタ)はFET1と等価であるため、そ
のまま使用することができる。このように、スイッチン
グ素子が種類で限定されず、FET、IGBTあるいは
トランジスタといった電圧駆動型素子も電流駆動型素子
も使用できるため、用途に応じて最適な素子を選択でき
るという利点がある。By adopting the circuit configuration shown in FIGS. 36 to 39, the same function as that of the device using FET1 can be obtained, and the cost can be reduced. Further, since the IGBT (isolated gate bipolar transistor) which is a MOS input type transistor is equivalent to the FET 1, it can be used as it is. As described above, the switching element is not limited by the type, and a voltage drive type element such as an FET, an IGBT or a transistor and a current drive type element can be used, so that there is an advantage that an optimum element can be selected according to the application.
【0197】ところで、スイッチング素子としてトラン
ジスタQ3を用いる場合、自励発振で定出力制御を行う
構成として、トランジスタQ3のオン時に流れるベース
電流IS2を積極的に利用することができる。By the way, when the transistor Q3 is used as the switching element, the base current I S2 flowing when the transistor Q3 is turned on can be positively used so that the constant output control is performed by self-excited oscillation.
【0198】図40は、トランジスタQ3を用いて自励
発振動作を行う電源装置の回路図である。この回路は、
図35の回路からトランジスタQ1、ダイオードD4、
抵抗R5及び抵抗R3,R4を取り除いたものである。
この回路では、充電電流IS1と放電電流IS2とによって
トランジスタQ3のベースへのバイアス電圧VBが安定
するため自励発振が継続される。また、電源Eへの非回
生のためのダイオードD12がなくても自励発振は継続
する。FIG. 40 is a circuit diagram of a power supply device which performs a self-excited oscillation operation using the transistor Q3. This circuit
From the circuit of FIG. 35, the transistor Q1, the diode D4,
The resistor R5 and the resistors R3 and R4 are removed.
In this circuit, the bias voltage V B to the base of the transistor Q3 is stabilized by the charging current I S1 and the discharging current I S2 , so that the self-excited oscillation is continued. Further, self-excited oscillation continues even if the diode D12 for non-regeneration to the power source E is not provided.
【0199】ところで、図40の回路では、充電電流I
S1が大きいほどバイアス電圧VBが上昇し、トランジス
タQ3のオン期間が長くなり、このオン期間が長くなる
と、1次巻線L1に蓄積されるエネルギーも増加する。
従って、この現象を利用してフィードバック回路14か
らこの充電電流IS1を制御することで出力制御を行うこ
とが可能となる。By the way, in the circuit of FIG. 40, the charging current I
The bias voltage V B increases as S1 increases, and the ON period of the transistor Q3 increases. When this ON period increases, the energy stored in the primary winding L1 also increases.
Therefore, it is possible to control the output by controlling the charging current I S1 from the feedback circuit 14 using this phenomenon.
【0200】図41〜図43は、図40の回路において
充電電流IS1を制御することにより1次巻線L1を流れ
る電流IL1、すなわち出力制御を行う電源装置の回路例
を示している。41 to 43 show examples of the current I L1 flowing through the primary winding L1 by controlling the charging current I S1 in the circuit of FIG. 40, that is, a circuit example of a power supply device for controlling the output.
【0201】図41の回路において、直列接続された抵
抗R8a〜R8dは図40の抵抗R8に相当するもの
で、この抵抗値をスイッチSW1で選択可能にすること
で、電源Eからの充電電流IS1を変化するようにしたも
のである。スイッチSW1は隣り合う抵抗との各接続点
に接続された固定接片s1〜s3と、コンデンサC2の
正極側に接続された可動接片s0とから構成され、フィ
ードバック回路14aからの選択信号によって切換え変
更されるようになされている。可動接片s0が固定接片
s1と接続されたときは、充電路は抵抗R8aのみとな
り、固定接片s2と接続されたときは、充電路は抵抗R
8aと抵抗R8bとなり、固定接片s3と接続されたと
きは、充電路は抵抗R8a,R8b及びR8cとなる。
なお、抵抗R8dは切換え時の保護用である。In the circuit of FIG. 41, the resistors R8a to R8d connected in series correspond to the resistor R8 of FIG. 40. By making this resistance value selectable by the switch SW1, the charging current I from the power source E is changed. It is a variation of S1 . The switch SW1 is composed of fixed contact pieces s1 to s3 connected to respective connection points with adjacent resistors and a movable contact piece s0 connected to the positive electrode side of the capacitor C2, and is switched by a selection signal from the feedback circuit 14a. It is supposed to be changed. When the movable contact piece s0 is connected to the fixed contact piece s1, the charging path is only the resistance R8a, and when it is connected to the fixed contact piece s2, the charging path is the resistance R8.
8a and the resistor R8b, and when connected to the fixed contact piece s3, the charging path becomes the resistors R8a, R8b and R8c.
The resistor R8d is for protection during switching.
【0202】上記構成において、信号検出回路21は負
荷の状態である出力電流I0を検出し、1次側のフィー
ドバック回路14aに帰還させる。フィードバック回路
14aは帰還量に応じたスイッチ選択信号を出力するよ
うになされており、出力電流I0が増大すると、充電路
の抵抗値を大きくするように、スイッチSW1の可動接
片s0を、例えば固定接片s1から固定接片s2に切り
換え、抵抗がR8aのみから抵抗R8aとR8bとにな
るようにして、放電電流IS1を減少させることにより1
次巻線L1を流れる電流IL1、すなわち出力電流I0の
増大を抑制するようにしている。逆に、出力電流I0が
減少すると、充電路の抵抗値を小さくするように、スイ
ッチSW1の可動接片s0を、例えば固定接片s3から
固定接片s2に切り換え、抵抗がR8a,R8b及びR
8cから抵抗R8aとR8bとになるようにして、放電
電流IS1を増大させることにより1次巻線L1を流れる
電流IL1、すなわち出力電流I0の減少を抑制するよう
にしている。In the above structure, the signal detection circuit 21 detects the output current I 0 which is the load state and feeds it back to the feedback circuit 14a on the primary side. The feedback circuit 14a is configured to output a switch selection signal according to the feedback amount, and when the output current I 0 increases, the movable contact s0 of the switch SW1 is set to, for example, so as to increase the resistance value of the charging path. By switching from the fixed contact piece s1 to the fixed contact piece s2 so that the resistance changes from R8a only to the resistances R8a and R8b, the discharge current I S1 is reduced to 1
The increase of the current I L1 flowing through the next winding L1, that is, the output current I 0 is suppressed. On the contrary, when the output current I 0 decreases, the movable contact s0 of the switch SW1 is switched from, for example, the fixed contact s3 to the fixed contact s2 so that the resistance value of the charging path is reduced, and the resistances R8a, R8b and R
By making the resistances R8a and R8b from 8c, the discharge current I S1 is increased to suppress the decrease of the current I L1 flowing through the primary winding L1 , that is, the output current I 0 .
【0203】図42の回路において、トランジスタQ4
は抵抗R8とコンデンサC2の間に介設されている。ト
ランジスタQ4のベースはベース抵抗R26及びベース
電流調整用の可変抵抗R27を経てフィードバック回路
14bに接続されている。上記構成において、信号検出
回路21は負荷の状態である出力電流I0を検出し、1
次側のフィードバック回路14bに帰還させる。フィー
ドバック回路14bは帰還量に応じたレベル信号であっ
て、トランジスタQ4の能動領域レベルの信号を出力す
るようになされており、出力電流I0が増大すると、フ
ィードバック回路14bからの出力レベルを低下させて
トランジスタQ4の電圧降下分を大きくし、充電電流I
S1を減少させ、逆の場合には、フィードバック回路14
bからの出力レベルを上昇させてトランジスタQ4の電
圧降下分を小さくし、充電電流IS1を増大させ、かかる
充電電流IS1の増減制御によって1次巻線L1を流れる
電流IL1、すなわち出力電流I0の増減変動を抑制する
ようにしている。In the circuit of FIG. 42, the transistor Q4
Is interposed between the resistor R8 and the capacitor C2. The base of the transistor Q4 is connected to the feedback circuit 14b via the base resistor R26 and the variable resistor R27 for adjusting the base current. In the above configuration, the signal detection circuit 21 detects the output current I 0 , which is the load state, and
It is fed back to the feedback circuit 14b on the next side. The feedback circuit 14b outputs a level signal corresponding to the amount of feedback, which is the level signal of the active region of the transistor Q4. When the output current I 0 increases, the output level from the feedback circuit 14b decreases. To increase the voltage drop of the transistor Q4 to increase the charging current I
If S1 is decreased and vice versa, the feedback circuit 14
The output level from b is increased to reduce the voltage drop of the transistor Q4, the charging current I S1 is increased, and the current I L1 flowing through the primary winding L1 by the increase / decrease control of the charging current I S1 , that is, the output current The increase / decrease variation of I 0 is suppressed.
【0204】図43の回路は、コンデンサC2への充電
電流として、充電電流IS1とは異なる別電源から電流I
S4を供給するようにして、トランス1次側の電圧を安定
化するようにしたものである。In the circuit of FIG. 43, the charging current to the capacitor C2 is different from the charging current I S1 from a different power source and the current I
The voltage on the primary side of the transformer is stabilized by supplying S4 .
【0205】この回路は、トランスの1次巻線L1と同
一磁路上に外部制御電源としての巻線L10を形成する
とともに、この巻線L10の誘起電圧を整流、平滑する
ダイオードD12及びコンデンサC13からなる1次側
の電圧を検出する手段を備えるとともに、この誘起され
た電圧が検出値として導かれるフィードバック回路14
cを備える。このフィードバック回路14cは以下の構
成を有している。すなわち、コンデンサC13の両端に
は定電圧ダイオードZ43と抵抗R28の直列回路が接
続されており定電圧ダイオードZ43のカソードに基準
電圧が得られるようにしている。電流制限素子としての
オペアンプOP4の+入力端子には、この定電圧が入力
され、−入力端子には、巻線L10の誘起電圧を平滑、
整流し、更に抵抗R29及びR30で分圧された分圧電
圧が入力されて、反転増幅器を構成している。オペアン
プOP4の出力端子からは、両入力端子の入力電圧差に
応じた電圧が出力VOPとして送出され、抵抗R31を経
てコンデンサC2の正極に充電電流IS4として入力され
るようになっている。なお、充電電流IS4は巻線L10
の誘起起電力を利用している。This circuit forms a winding L10 as an external control power source on the same magnetic path as the primary winding L1 of the transformer, and a diode D12 and a capacitor C13 for rectifying and smoothing the induced voltage of this winding L10. And a feedback circuit 14 in which the induced voltage is guided as a detection value.
with c. The feedback circuit 14c has the following configuration. That is, a series circuit of a constant voltage diode Z43 and a resistor R28 is connected to both ends of the capacitor C13 so that a reference voltage can be obtained at the cathode of the constant voltage diode Z43. This constant voltage is input to the + input terminal of the operational amplifier OP4 as the current limiting element, and the induced voltage of the winding L10 is smoothed to the − input terminal.
The divided voltage, which has been rectified and divided by the resistors R29 and R30, is input to form an inverting amplifier. From the output terminal of the operational amplifier OP4, a voltage corresponding to the input voltage difference between both input terminals is sent as an output V OP , and is input as a charging current I S4 to the positive electrode of the capacitor C2 via the resistor R31. The charging current I S4 is the winding L10.
The induced electromotive force of is used.
【0206】上記構成において、次に、図44により動
作を説明する。今、電源投入後、電圧VCが一定になっ
た状態の、T10時点で電源Eの電圧がE01からE02に
上昇したとすると、充電電流IS1が多少増加し、これに
伴って増大したIDMAX1により1次巻線L1に蓄積され
る電磁エネルギーが増大し、更に、コンデンサC1に蓄
積される静電エネルギーも増加するため、共振電圧VC
が上昇するとともに電流IL1も増大する。このため、巻
線L10に誘起される電圧が上昇してオペアンプOP4
の−入力端子の入力電圧が上昇するので、反転増幅器の
出力端子からの出力VOPが低下して充電電流IS4が減少
し、この結果、バイアス電圧VB2の上昇が抑制される。Next, the operation of the above structure will be described with reference to FIG. Now, if the voltage of the power supply E rises from E 01 to E 02 at time T10 in the state where the voltage V C becomes constant after the power is turned on, the charging current I S1 slightly increases, and accordingly increases. since the the I Dmax1 electromagnetic energy accumulated in the primary winding L1 increases, further, also increases the electrostatic energy stored in the capacitor C1, the resonance voltage V C
Rises, the current I L1 also rises. Therefore, the voltage induced in the winding L10 increases and the operational amplifier OP4
Since the input voltage of the negative input terminal rises, the output V OP from the output terminal of the inverting amplifier decreases and the charging current I S4 decreases. As a result, the rise of the bias voltage V B2 is suppressed.
【0207】逆に、電源Eの電圧が低下したときは、充
電電流IS1が多少減少し、これに伴って減少したI
DMAX1により1次巻線L1に蓄積される電磁エネルギー
が減少し、更に、コンデンサC1に蓄積される静電エネ
ルギーも減少するため、共振電圧VCが低下するととも
に電流IL1も減少する。このため、巻線L10に誘起さ
れる電圧が低下してオペアンプOP4の−入力端子の入
力電圧が低下するので、反転増幅器の出力端子からの出
力VOPが上昇して充電電流IS4が増大し、この結果、バ
イアス電圧VB2の低下が抑制され、このようにして電圧
VCが一定値に保持される。On the contrary, when the voltage of the power source E drops, the charging current I S1 decreases to some extent, and the charging current I S1 decreases accordingly.
The electromagnetic energy stored in the primary winding L1 is reduced by DMAX1, and the electrostatic energy stored in the capacitor C1 is also reduced, so that the resonance voltage V C is reduced and the current I L1 is also reduced. For this reason, the voltage induced in the winding L10 decreases and the input voltage of the − input terminal of the operational amplifier OP4 decreases, so that the output V OP from the output terminal of the inverting amplifier increases and the charging current I S4 increases. As a result, the decrease of the bias voltage V B2 is suppressed, and thus the voltage V C is held at a constant value.
【0208】次に、図17の電源装置の第4実施例を示
す回路の変形実施例について図45〜図51を用いて説
明する。図45は、第1変形実施例を示す回路図であ
る、なお、図中、図17と同一符号が付されたものは同
一物を示し説明は省略する。Next, a modification of the circuit showing the fourth embodiment of the power supply device of FIG. 17 will be described with reference to FIGS. 45 to 51. FIG. 45 is a circuit diagram showing a first modified example. In the figure, the parts designated by the same reference numerals as those in FIG. 17 are the same parts and the description thereof will be omitted.
【0209】この回路は、図17と同様、トランスの1
次巻線L1と同一の磁気回路上に形成された巻線L5
と、この巻線L5の誘起電圧を整流、平滑するダイオー
ドD5及びコンデンサC3と、この整流、平滑された直
流電圧を分圧する抵抗R6,R7とを備えている。ま
た、オペアンプOP1及び抵抗R81,R9からなる非
反転増幅回路を備え、オペアンプOP1の−入力端子に
は、抵抗R10及びツェナーダイオードZ30からなる
基準電圧生成回路で生成された基準電圧VYが抵抗R9
を介して入力され、+入力端子には、抵抗R6,R7で
分圧された電圧が抵抗R9'を介して入力されている。
オペアンプOP1の出力端子は、抵抗R12を介してト
ランジスタQ1のベースに接続されている。This circuit is similar to that of FIG.
Winding L5 formed on the same magnetic circuit as the next winding L1
A diode D5 and a capacitor C3 that rectify and smooth the induced voltage of the winding L5, and resistors R6 and R7 that divide the rectified and smoothed DC voltage. Further, a non-inverting amplifier circuit including an operational amplifier OP1 and resistors R81 and R9 is provided, and a reference voltage V Y generated by a reference voltage generating circuit including a resistor R10 and a Zener diode Z30 is provided at a negative input terminal of the operational amplifier OP1.
The voltage divided by the resistors R6 and R7 is input to the + input terminal via the resistor R9 ′.
The output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the base of the transistor Q1 via the resistor R12.
【0210】次に、動作について説明する。動作中は、
オペアンプOP1によって、共振電圧VCに比例した電
圧VXが抵抗R6,R7により分圧され、抵抗R9'を介
して入力された電圧VX1と、基準電圧VYから抵抗R9
を介して入力された電圧VX2とが比較されるとともに、
その差が増幅されてトランジスタQ1のベースに電圧V
B1が印加される。Next, the operation will be described. During operation,
The voltage V X proportional to the resonance voltage V C is divided by the resistors R6 and R7 by the operational amplifier OP1, and the voltage V X1 input via the resistor R9 ′ and the reference voltage V Y to the resistor R9.
Is compared with the voltage V X2 input via
The difference is amplified and the voltage V is applied to the base of the transistor Q1.
B1 is applied.
【0211】今、負荷レベルの低下などによって電圧V
Cが上昇すると、電圧VXが上昇してオペアンプOP2の
入力電圧VX1が上昇するためオペアンプOP1の出力電
圧VX3が上昇する。このため、トランジスタQ1のベー
ス電圧が上昇し、EFET1がより早くオフとなるため
電圧VCが低下することとなる。逆に電圧VCが低下する
と、電圧VXが低下してオペアンプOP1の入力電圧V
X1が低下するためオペアンプOP1の出力電圧VX3が低
下する。このため、トランジスタQ1のベース電圧が低
下し、EFET1がより遅くオフとなるため電圧VCが
上昇し、このようにして電圧VCを一定に保持すること
ができる。Now, due to a decrease in load level or the like, the voltage V
When C rises, the voltage V X rises and the input voltage V X1 of the operational amplifier OP2 rises, so that the output voltage V X3 of the operational amplifier OP1 rises. Therefore, the base voltage of the transistor Q1 rises and the EFET1 is turned off earlier, so that the voltage V C drops. On the contrary, when the voltage V C decreases, the voltage V X decreases and the input voltage V 1 of the operational amplifier OP1 decreases.
Since X1 drops, the output voltage V X3 of the operational amplifier OP1 drops. Therefore, the base voltage of the transistor Q1 drops, and the EFET1 is turned off later, so that the voltage V C rises, and thus the voltage V C can be held constant.
【0212】ところで、この回路では、電源投入時にF
ET1に過大電圧が発生する。図46は、この過大電圧
の発生を説明するための波形図である。図46におい
て、電源ONによって電圧VXが過渡的に立ち上がる
と、この電圧VXを抵抗R6,R7により分圧して得ら
れる電圧VX1も電圧VXの分圧比に応じた上昇カーブで
立ち上がる一方、−入力端子に印加される電圧VX2は電
圧VXがツェナー電圧に達した早い時点で得られる。と
ころで、オペアンプOP1の出力電圧VX3は、VX1>V
X2となるτ1時点まで得られないため、電圧VX1が上昇
カーブを有している分、その出力タイミングが遅れるこ
ととなり、この間、共振電圧VCが制御されず、過大電
圧を発生する。By the way, in this circuit, when the power is turned on, F
Excessive voltage is generated in ET1. FIG. 46 is a waveform diagram for explaining the occurrence of this excessive voltage. In FIG. 46, when the voltage V X transiently rises when the power is turned on, the voltage V X1 obtained by dividing the voltage V X by the resistors R6 and R7 also rises with a rising curve corresponding to the voltage division ratio of the voltage V X. , -The voltage V X2 applied to the input terminals is obtained at an early point when the voltage V X reaches the Zener voltage. By the way, the output voltage V X3 of the operational amplifier OP1 is V X1 > V
Since it cannot be obtained until the time point τ1 at which X2 is reached, the output timing is delayed because the voltage V X1 has a rising curve, and during this period, the resonance voltage V C is not controlled and an excessive voltage is generated.
【0213】図47は、巻線方向を異にする巻線L5の
働きを説明するための図で、(a),(b)はFET1
のオンで電圧を誘起する回路図及びその電圧波形図、
(c),(d)はFET1のオフで電圧を誘起する回路
図及びその電圧波形図である。FIG. 47 is a diagram for explaining the function of the winding L5 having different winding directions. (A) and (b) of FIG.
Circuit diagram that induces voltage by turning on and its voltage waveform diagram,
(C) and (d) are a circuit diagram and a voltage waveform diagram thereof for inducing a voltage when the FET 1 is off.
【0214】(a)では、(b)の電圧波形に示すよう
に、電源突入後、FET1が最初にオンした時点T1か
ら巻線L5に電圧VXが誘起される。これに対し、
(c)では、(d)の電圧波形に示すように、電源突入
後、FET1の最初のオンからオフに変化した時点T2
から巻線L5に電圧VXが誘起される。従って、(a)
に示す巻線方向の回路の方が、(c)に示す回路に比し
て電圧VXの立上りがより早いことが分かる。従って、
(a)の回路の方が電圧突入時の過大電圧の発生をより
効果的に防止できる。In (a), as shown in the voltage waveform in (b), the voltage V X is induced in the winding L5 from the time T1 when the FET1 is first turned on after the power is turned on. In contrast,
In (c), as shown in the voltage waveform in (d), the time T2 at which the FET1 changes from the first on-state to the off-state after the power is turned on.
The voltage V X is induced in the winding L5 from. Therefore, (a)
It can be seen that the circuit in the winding direction shown in (8) has a faster rise of the voltage V X than the circuit shown in (c). Therefore,
The circuit of (a) can more effectively prevent the generation of an excessive voltage at the time of voltage inrush.
【0215】図48は、第2変形実施例を示す回路図で
ある。なお、図中、図45と同一符号が付されたものは
同一物を示し説明は省略する。この回路は、図45に示
すツェナーダイオードZ30に並列にコンデンサC14
を接続したものである。FIG. 48 is a circuit diagram showing a second modification. Note that, in the figure, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 45 are the same and their description will be omitted. This circuit includes a capacitor C14 connected in parallel with the Zener diode Z30 shown in FIG.
Is connected.
【0216】次に、図49を用いて、動作について説明
する。電源ONによって電圧VXが過渡的に立ち上がる
と、この電圧VXを抵抗R6,R7により分圧して得ら
れる電圧VX1も電圧VXの分圧比に応じた上昇カーブで
立ち上がる。−入力端子に印加される電圧VX2も抵抗1
0とコンデンサC14からなる充電回路によって過渡的
に立ち上がる。この充電回路は電圧VX2の立上り時点か
らVX1>VX2となるような時定数に設定されている。従
って、オペアンプOP2からはFET1の最初のオン時
点から出力電圧VX3が発生するため、トランジスタQ1
にフィードバックが働いて電圧VCが過電圧となること
が防止される。Next, the operation will be described with reference to FIG. When the voltage V X transiently rises when the power is turned on, the voltage V X1 obtained by dividing the voltage V X by the resistors R6 and R7 also rises with a rising curve corresponding to the voltage division ratio of the voltage V X. -The voltage V X2 applied to the input terminal is also resistor 1
It transiently rises by the charging circuit consisting of 0 and the capacitor C14. This charging circuit is set to a time constant such that V X1 > V X2 from the time when the voltage V X2 rises. Therefore, the output voltage V X3 is generated from the operational amplifier OP2 from the time when the FET1 is first turned on, so that the transistor Q1
This prevents the voltage V C from becoming an overvoltage due to feedback.
【0217】図50は、第3変形実施例を示す回路図で
ある。なお、図中、図45と同一符号が付されたものは
同一物を示し説明は省略する。この回路は、図45に示
す抵抗R10とツェナーダイオードZ30の直列回路内
の抵抗R10側にツェナーダイオードZ31を挿入接続
したものである。このツェナーダイオードZ31は、ツ
ェナーダイオードZ30とZ31とのツェナー電圧の和
がオペアンプOP2の電源電圧に近い値になるようなツ
ェナー電圧を有するものが採用されている。FIG. 50 is a circuit diagram showing a third modification. Note that, in the figure, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 45 are the same and their description will be omitted. In this circuit, a Zener diode Z31 is inserted and connected to the resistor R10 side in the series circuit of the resistor R10 and the Zener diode Z30 shown in FIG. As the Zener diode Z31, one having a Zener voltage such that the sum of Zener voltages of the Zener diodes Z30 and Z31 becomes a value close to the power supply voltage of the operational amplifier OP2 is adopted.
【0218】次に、図51を用いて動作について説明す
る。電源ONによって電圧VXが過渡的に立ち上がる
と、この電圧VXを抵抗R6,R7により分圧して得ら
れる電圧VX1も電圧VXの分圧比に応じた上昇カーブで
立ち上がる。一方、−入力端子に印加される電圧V
X2は、電圧VXがツェナーダイオードZ30とZ31と
のツェナー電圧の和のレベルに達するτ1時点までは出
力が得られず、この間、VX2の立ち上りが遅れることと
なる。従って、電圧VX1は、その立上り時点からVX1>
VX2となるため、オペアンプOP2からはFET1の最
初のオン時点から出力電圧VX3が発生することになるの
で、トランジスタQ1にフィードバックが働いて電圧V
Cが過電圧となることが防止される。Next, the operation will be described with reference to FIG. When the voltage V X transiently rises when the power is turned on, the voltage V X1 obtained by dividing the voltage V X by the resistors R6 and R7 also rises with a rising curve corresponding to the voltage division ratio of the voltage V X. On the other hand, -the voltage V applied to the input terminal
The output of X2 cannot be obtained until time τ1 when the voltage V X reaches the level of the sum of the Zener voltages of the Zener diodes Z30 and Z31, and the rise of V X2 is delayed during this period. Therefore, the voltage V X1 is V X1 >
Since it becomes V X2 , the output voltage V X3 is generated from the operational amplifier OP2 from the time when the FET1 is first turned on.
Overvoltage of C is prevented.
【0219】図52は、第4変形実施例を示す回路図で
ある。なお、図中、図45と同一符号が付されたものは
同一物を示し説明は省略する。この回路は、図45に示
すオペアンプOP2に対し、これと並列にオペアンプO
P20を接続するとともに、オペアンプOP2とは逆
に、オペアンプOP20の−入力端子に電圧VX1を、+
入力端子に電圧VX2を導くようにしている。また、オペ
アンプOP2の出力端子の抵抗R12とトランジスタQ
1間に、そのベースにカソードが接続されるようにダイ
オードD13を挿入するとともに、オペアンプOP20
の出力端子に抵抗R120とダイオードD14とを直列
接続し、このダイオードD14のカソードをトランジス
タQ1のベースに接続したものである。FIG. 52 is a circuit diagram showing a fourth modification. Note that, in the figure, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 45 are the same and their description will be omitted. This circuit is similar to the operational amplifier OP2 shown in FIG.
In addition to connecting P20, the voltage V X1 is applied to the-input terminal of the operational amplifier OP20 in the opposite manner to the operational amplifier OP2,
The voltage V X2 is introduced to the input terminal. Further, the resistor R12 and the transistor Q at the output terminal of the operational amplifier OP2
The diode D13 is inserted between the two so that the cathode is connected to the base of the operational amplifier OP20.
A resistor R120 and a diode D14 are connected in series to the output terminal of, and the cathode of the diode D14 is connected to the base of the transistor Q1.
【0220】以下、動作について説明する。図45に示
す回路では、図46の電圧波形図に示すように、オペア
ンプOP2からの出力電圧VX3は電源ON後のτ1時点
から得られるため、この立ち上がりの間に共振電圧VC
が過大となる問題がある。そこで、−入力端子への電圧
VX1が+入力端子への入力電圧VX2以下である期間中、
オペアンプOP20から出力電圧VX3'を得るようにし
て、この出力電圧VX3'で電源ONからτ1時点までの
立ち上がり期間のフィードバック制御を行わせること
で、この間における電圧VCが過大となるのを防止して
いる。なお、ダイオードD13,D14は、オペアンプ
の一方から出力された出力電圧VX3、VX3'による電流
が、他方のオペアンプの出力端子側に流れ込むのを互い
に阻止するためのものである。The operation will be described below. In the circuit shown in FIG. 45, as shown in voltage waveform diagram of FIG. 46, since the output voltage V X3 from the operational amplifier OP2 is obtained from τ1 time after power ON, the resonance voltage V C during this rising
There is a problem that becomes too large. Therefore, during the period when the voltage V X1 to the − input terminal is less than or equal to the input voltage V X2 to the + input terminal,
By obtaining the output voltage V X3 ′ from the operational amplifier OP20 and performing feedback control of the rising period from the power ON to the time τ1 with this output voltage V X3 ′, the voltage V C during this period becomes excessive. To prevent. The diodes D13 and D14 are for preventing the currents due to the output voltages V X3 and V X3 ′ output from one of the operational amplifiers from flowing into the output terminal side of the other operational amplifier.
【0221】ところで、図48の回路は、前述したとお
り電源ONの立ち上がりから出力電圧VX3が得られるも
のであるが、瞬間的な停電(以下、瞬停という)が発生
した時には出力電圧VX3が直ちに得られず、電圧VCが
過電圧になるという問題がある。In the circuit of FIG. 48, the output voltage V X3 is obtained from the rise of the power source as described above. However, when a momentary power failure (hereinafter referred to as a momentary power failure) occurs, the output voltage V X3 is generated. However, there is a problem that the voltage V C becomes an overvoltage.
【0222】図53は、その動作を説明するための波形
図である。今、瞬停により電源OFFになり、共振電圧
VCが低下すると、これに伴って電圧VX1,VX2も低下
するが、このとき、電圧VX1は電圧VXの減少に比例し
て急激に低下する一方、電圧VX2はコンデンサC14が
設けられているため過渡的に低下して電源OFF後の時
点τ2で、VX1<VX2の状態となる。そして、この状態
で、電源が復帰すると、瞬停時のVX1<VX2の状態か
ら、各電圧VX1,VX2がコンデンサC3,C14により
過渡的に上昇することとなる。従って、電源復帰後、直
ぐにはVX1>VX2の状態にはなり得ず、その間、出力電
圧VX3が得られないこととなって電圧VCが過電圧とな
り、FET1に過電圧が印加されるという不都合が生じ
る。FIG. 53 is a waveform diagram for explaining the operation. Now, when the power is turned off due to an instantaneous power failure and the resonance voltage V C decreases, the voltages V X1 and V X2 also decrease accordingly. At this time, the voltage V X1 rapidly increases in proportion to the decrease in the voltage V X. On the other hand, the voltage V X2 transiently decreases because the capacitor C14 is provided, and becomes V X1 <V X2 at time τ2 after the power is turned off. Then, when the power supply is restored in this state, the voltages V X1 and V X2 are transiently increased by the capacitors C3 and C14 from the state of V X1 <V X2 at the time of momentary power failure. Therefore, immediately after the power is restored, the state of V X1 > V X2 cannot be achieved, and during that time, the output voltage V X3 cannot be obtained, and the voltage V C becomes an over voltage, and the over voltage is applied to the FET 1. Inconvenience occurs.
【0223】以下、図54〜図57を用いて、上記瞬停
保護を図る電源装置の実施例について説明する。An embodiment of the power supply device for protection against the instantaneous power failure will be described below with reference to FIGS. 54 to 57.
【0224】図54は、その第1実施例を示す回路図で
ある。なお図中、図48の同一符号が付されたものは同
一物を示し説明は省略する。FIG. 54 is a circuit diagram showing the first embodiment. Note that, in the drawing, those denoted by the same reference numerals in FIG. 48 are the same, and description thereof will be omitted.
【0225】この第1実施例は、図48の回路に示す抵
抗R9と抵抗R9'間に、アノードが抵抗R9側に向く
ようにしてダイオードD15を接続したものである。こ
のダイオードD15は、電圧VX2が電圧VX1に比してそ
の順方向電圧分以上には高くならないようにするもので
ある。In the first embodiment, a diode D15 is connected between the resistor R9 and the resistor R9 'shown in the circuit of FIG. 48 so that the anode faces the resistor R9 side. The diode D15 prevents the voltage V X2 from becoming higher than the voltage V X1 by the forward voltage or more.
【0226】以下、動作について図55を用いて説明す
る。The operation will be described below with reference to FIG.
【0227】瞬停により電源OFFになり、共振電圧V
Cが低下すると、これに伴って電圧VX1が比例的に低下
するとともに、電圧VX2もダイオードD15が設けられ
ているため電圧VX1に追随して低下することとなる。そ
して、瞬停が終了して電源が復帰すると、電圧VX1、V
X2はほぼ等しいレベルから立ち上がっていくため、図5
3の場合に比し、より短時間でVX1>VX2となり(τ4
時点)、この結果、電源復帰後の短時間で、出力電圧V
X3が得られ、電圧VCが過電圧となることが防止され
る。The power is turned off due to the instantaneous power failure, and the resonance voltage V
When C decreases, the voltage V X1 decreases in proportion to this, and the voltage V X2 also decreases following the voltage V X1 because the diode D15 is provided. Then, when the power supply is restored after the instantaneous blackout ends, the voltages V X1 , V
As X2 rises from almost the same level,
Compared with the case of 3, V X1 > V X2 in a shorter time (τ4
As a result, as a result, the output voltage V
X3 is obtained, and the voltage V C is prevented from becoming an overvoltage.
【0228】図56は、第2実施例を示す回路図であ
る。なお図中、図48の同一符号が付されたものは同一
物を示し説明は省略する。FIG. 56 is a circuit diagram showing the second embodiment. Note that, in the drawing, those denoted by the same reference numerals in FIG. 48 are the same, and description thereof will be omitted.
【0229】この第2実施例は、図48の回路に、電源
の電圧Eの低下を検出し、この電圧低下を検出してコン
デンサC14の電圧を低下させる検出制御回路を設けた
ものである。この検出制御回路は、電源の電圧Eを分圧
する直列接続された抵抗R32,R33、その接続点に
ベースが接続され、電源Eに抵抗R34を介してコレク
タが接続されたトランジスタQ5及びトランジスタQ5
のコレクタにベースが接続され、コンデンサC14の正
極にコレクタが接続されたトランジスタQ6とから構成
されている。分圧抵抗R32,R33は電源の電圧Eが
瞬停と見做せる程度の、あるレベルまで低下したときト
ランジスタQ5がオフに変化するような抵抗値を有する
ものである。In the second embodiment, the circuit shown in FIG. 48 is provided with a detection control circuit for detecting a drop in the voltage E of the power supply and detecting this drop in voltage to decrease the voltage of the capacitor C14. In this detection control circuit, resistors R32 and R33 connected in series that divide the voltage E of the power supply are connected, a base is connected to the connection point, and a transistor Q5 and a transistor Q5 whose collectors are connected to the power supply E via a resistor R34.
A collector of which is connected to the base thereof, and a collector of which is connected to the positive electrode of the capacitor C14. The voltage dividing resistors R32 and R33 have resistance values such that the transistor Q5 is turned off when the voltage E of the power supply is regarded as an instantaneous blackout and drops to a certain level.
【0230】以下、動作について図57を用いて説明す
る。The operation will be described below with reference to FIG.
【0231】瞬停により電源OFFとなって共振電圧V
Cが低下し始め、あるレベルまで低下すると、トランジ
スタQ5がオフに変化する。トランジスタQ5がオフに
変化すると、トランジスタQ6がオンし、コンデンサC
14から電荷が放電されるため、電圧VX2は電圧VX1の
低下カーブに比して急激に低下することとなる。従っ
て、瞬停の期間中も、VX1>VX2の状態にあるため、出
力電圧VX3は引き続いて出力されている。そして、瞬停
が終了して電源が復帰しても、電圧VX1、VX2はVX1>
VX2の状態から立ち上がるため、そのまま出力電圧VX3
が得られており、電圧VCが過電圧となることが防止さ
れる。The power is turned off due to the instantaneous power failure, and the resonance voltage V
When C begins to drop and drops to a certain level, transistor Q5 turns off. When the transistor Q5 turns off, the transistor Q6 turns on and the capacitor C
Since the electric charge is discharged from 14, the voltage V X2 is drastically reduced as compared with the decreasing curve of the voltage V X1 . Therefore, even during the period of the instantaneous power failure, the output voltage V X3 is continuously output because the state of V X1 > V X2 is maintained. Then, even if the power supply is restored after the momentary power failure, the voltages V X1 and V X2 are V X1 >.
Since it rises from the state of V X2 , the output voltage V X3 remains unchanged.
Is obtained, and the voltage V C is prevented from becoming an overvoltage.
【0232】なお、図48、図50では、電流IDによ
る抵抗R4両端の電圧に更に電圧VX3を加えた、いわば
両方の電圧でトランジスタQ1をオンタイミング制御す
るようにしているが、逆に、抵抗R4両端の電圧を基本
とし、これから電圧VX3を差し引く態様でトランジスタ
Q1のオンタイミングを制御する方式も採用可能であ
る。例えば、トランジスタQ1のベース、エミッタ間に
トランジスタ等を介在するとともに、出力電圧VX3が電
源ON時点のように巻線L5に電圧が発生していない時
や、巻線L5に大きな電圧が誘起される場合に零乃至は
低下するように、いわば負帰還動作させ、この零乃至は
低下した出力電圧VX3によって上記介在されたトランジ
スタをオフにするようにして、トランジスタQ1のオン
タイミングを抵抗R4の両端電圧によってFET1が最
も早くオフとなるようにするものである。逆に、巻線L
5に誘起される電圧が低下してきた場合には出力電圧V
X3が上昇して上記介在されたトランジスタが能動領域で
オンに近づく方に変化するようにすることでトランジス
タQ1のベース電圧を引き下げるように作用させればE
FET1がより遅くオフとなることで、電圧VCが上昇
し、このようにして電圧VCを一定に保持することがで
きる。In FIGS. 48 and 50, the transistor Q1 is on-timing controlled by the voltage across the resistor R4 due to the current I D, with the voltage V X3 being further added. A method of controlling the on-timing of the transistor Q1 based on the voltage across the resistor R4 and subtracting the voltage V X3 from the voltage can also be adopted. For example, a transistor or the like is interposed between the base and the emitter of the transistor Q1, and when a voltage is not generated in the winding L5 such as when the output voltage V X3 is turned on, or a large voltage is induced in the winding L5. In this case, a negative feedback operation is performed so as to decrease to zero or less, and the intervening transistor is turned off by the output voltage V X3 reduced to zero or so that the on-timing of the transistor Q1 is controlled by the resistor R4. The FET1 is turned off earliest by the voltage across both ends. Conversely, winding L
When the voltage induced in 5 decreases, the output voltage V
If X3 rises and the above-mentioned intervening transistor changes so as to approach ON in the active region, the base voltage of the transistor Q1 can be lowered so that E
As FET1 is turned off later, the voltage V C rises, and thus the voltage V C can be held constant.
【0233】次に、図58は、図9に示す電源装置の回
路において電源投入時にスイッチング素子に過電圧が印
加されるのを防止するための回路図である。なお、図
中、図9と同一符号が付されたものは同一物を示し説明
は省略する。FIG. 58 is a circuit diagram for preventing an overvoltage from being applied to the switching element when the power is turned on in the circuit of the power supply device shown in FIG. In addition, in the figure, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 9 are the same and the description thereof is omitted.
【0234】この回路は、図9に示す回路において、抵
抗R4とアース間に介設された抵抗R41、この抵抗R
41に並列接続されたトランジスタQ8及びこのトラン
ジスタQ8のベースとアース間に接続されたコンデンサ
C41を設けるとともに、トランジスタQ8のベースを
抵抗R42を介して電源に接続したものである。This circuit differs from the circuit shown in FIG. 9 in that the resistance R41 and the resistance R41 interposed between the resistance R4 and the ground.
A transistor Q8 connected in parallel with 41 and a capacitor C41 connected between the base of the transistor Q8 and the ground are provided, and the base of the transistor Q8 is connected to a power supply via a resistor R42.
【0235】動作について説明すると、定常動作時に
は、電源Eからの電圧を受けてトランジスタQ8はオン
しており、抵抗R41は機能していない。この状態で、
スイッチング素子であるFET1を流れる電流IDによ
って抵抗R4に発生する電圧と巻線L4に誘起されたフ
ィードバック電圧とが得られ、これらの電圧によってト
ランジスタQ1のオン時点が決定され、この後にFET
1がオフになることで、FET1に印加される電圧VD
が設定される。ところが、電源ON時は、フィードバッ
ク分の電圧が存在しないため、上述のようにトランジス
タQ8がオンの状態のままであると、トランジスタQ1
のオン時点は、抵抗R4で発生する電圧のみで決定され
こととなるが、フィードバック電圧がない分、トランジ
スタQ1のオン時点が遅れることになり、この間、FE
T1に過電圧が印加される。このFET1に印加される
過電圧は、巻線L4の巻数や抵抗R1,R4,R5等の
抵抗値等の設定により左右されるため、その設定値の選
定には注意する必要がある。In operation, the transistor Q8 is turned on in response to the voltage from the power source E and the resistor R41 is not functioning during the steady operation. In this state,
The voltage generated in the resistor R4 and the feedback voltage induced in the winding L4 are obtained by the current I D flowing through the FET1 which is a switching element, and these voltages determine the on-time point of the transistor Q1.
When 1 is turned off, the voltage V D applied to FET1 is
Is set. However, when the power is on, there is no voltage for feedback, so if the transistor Q8 remains on as described above, the transistor Q1
The ON time of is determined only by the voltage generated by the resistor R4. However, since there is no feedback voltage, the ON time of the transistor Q1 is delayed.
An overvoltage is applied to T1. Since the overvoltage applied to the FET 1 depends on the number of turns of the winding L4 and the resistance values of the resistors R1, R4, R5, etc., it is necessary to be careful in selecting the set value.
【0236】そこで、図58の回路に示すように、トラ
ンジスタQ8のベースにコンデンサC41を設けること
で、電源ON時に、このコンデンサC41への充電時間
を利用し、トランジスタQ8が直ちにオンとならないよ
うにしている。すなわち、電源の立上り期間中、コンデ
ンサC41によってトランジスタQ8がオフに維持され
るため、抵抗R41が抵抗R4に直列に介入することと
なってトランジスタQ1が最も早くオンする状態とな
り、この結果、FET1に過電圧は印加されるのが防止
される。なお、図58に追加された回路構成は、図17
に示す回路にも適用可能であり、このようにすることで
電源ON時におけるFET1への過電圧の印加を防止す
ることができる。Therefore, as shown in the circuit of FIG. 58, a capacitor C41 is provided at the base of the transistor Q8 so that when the power is turned on, the charging time for the capacitor C41 is used to prevent the transistor Q8 from being turned on immediately. ing. That is, since the transistor Q8 is kept off by the capacitor C41 during the rising period of the power supply, the resistor R41 intervenes in series with the resistor R4, and the transistor Q1 is turned on earliest. As a result, the FET Q1 is turned on. Overvoltage is prevented from being applied. Note that the circuit configuration added to FIG.
It can also be applied to the circuit shown in (1), and by doing so, it is possible to prevent the application of an overvoltage to the FET 1 when the power is turned on.
【0237】次に、図59は、図9に示す電源装置の回
路において負荷がオープンになった場合に発振を停止さ
せるための回路図である。なお、図中、図9と同一符号
が付されたものは同一物を示し説明は省略する。FIG. 59 is a circuit diagram for stopping the oscillation when the load is opened in the circuit of the power supply device shown in FIG. In addition, in the figure, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 9 are the same and the description thereof is omitted.
【0238】この回路は、ツェナーダイオードZ220
及び抵抗R1の直列回路からなるフィードバック路に対
して、並列にツェナーダイオードZ50を接続して第2
のフィードバック路を設けたものである。This circuit is based on the Zener diode Z220.
The Zener diode Z50 is connected in parallel to the feedback path formed by the series circuit of the resistor R1 and the resistor R1.
It has a feedback path.
【0239】動作について説明すると、定常動作時は、
図58に示す回路の動作で説明したように、巻線L4に
誘起されたフィードバック電圧によってトランジスタQ
1のオン時点が決定され、この後にFET1がオフにな
ることで、FET1に印加される電圧VDが設定され
る。ところで、負荷が開いた場合、非接触の場合あるい
は2次側負荷が取り除かれた場合等(負荷オープン)に
は、共振電圧VCが上昇し、巻線L4に誘起される電圧
レベルが上昇する。この巻線L4の上昇電圧はツェナー
ダイオードZ220及び抵抗R1を経てベース電流を供
給し、トランジスタQ1のオンタイミングを早め、FE
T1のオフ時点をより早くして電圧VCのレベルを抑制
する。しかし、上記負荷オープンのような場合、FET
1の発振を停止する必要がある。The operation will be described below.
As described in the operation of the circuit shown in FIG. 58, the transistor Q is driven by the feedback voltage induced in the winding L4.
The ON time of 1 is determined, and then the FET1 is turned off, so that the voltage V D applied to the FET1 is set. By the way, when the load is opened, in the non-contact state, or when the secondary load is removed (load open), the resonance voltage V C rises and the voltage level induced in the winding L4 rises. . The rising voltage of the winding L4 supplies the base current through the Zener diode Z220 and the resistor R1 to accelerate the on-timing of the transistor Q1 and
The time when T1 is turned off is made earlier to suppress the level of the voltage V C. However, in case of the above load open, FET
It is necessary to stop the oscillation of 1.
【0240】そこで、図59の回路に示すように、第2
のフィードバック路としてツェナーダイオードZ50を
設けるとともに、そのツェナー電圧として、上記負荷オ
ープン時に巻線L4に誘起される高電圧より多少低いレ
ベルを有するものが採用される。そして、負荷オープン
の状態になると、ツェナーダイオードZ50がオンし
て、巻線L4に誘起された高い電圧から直接(抵抗R1
のような抵抗が介在することなく)、ベース電流が供給
されるのでトランジスタQ1が完全にオンし、この結
果、FET1がオフ状態に維持される。FET1の発振
が停止すると、電圧VCが減衰して巻線L4の誘起電圧
が低下してくる一方、抵抗R8を経てコンデンサC2が
徐々に充電されてくるため、発振が再開されるが、発振
が再開されても、負荷オープンの状態が継続している
と、電圧VCが再び高レベルとなるため、前述と同様に
FET1のオフが維持され、かかる動作を繰り返すこと
で負荷オープンの状態にある期間中、間欠発振動作を行
わせ、1次電流を低減させ、損失を極力抑制することが
できる。なお、図59に追加された回路構成は、図17
に示す回路にも適用可能であり、このようにすることで
負荷オープン時における電力損失を抑制することが可能
となる。Therefore, as shown in the circuit of FIG.
A Zener diode Z50 is provided as a feedback path of the above, and a Zener voltage having a level slightly lower than the high voltage induced in the winding L4 when the load is open is adopted. Then, when the load is opened, the Zener diode Z50 is turned on and the high voltage induced in the winding L4 directly causes the resistance R1.
The base current is supplied to the transistor Q1 (without interposing a resistor such as), so that the transistor Q1 is completely turned on, and as a result, the FET1 is maintained in the off state. When the oscillation of the FET1 is stopped, the voltage V C is attenuated and the induced voltage of the winding L4 is lowered, while the capacitor C2 is gradually charged through the resistor R8, so that the oscillation is restarted. Even if is restarted, if the load open state continues, the voltage V C becomes the high level again, so that the FET1 is kept off in the same manner as described above, and by repeating this operation, the load open state is obtained. During a certain period, the intermittent oscillation operation is performed, the primary current is reduced, and the loss can be suppressed as much as possible. The circuit configuration added to FIG. 59 is similar to that of FIG.
It is also applicable to the circuit shown in (1), and by doing so, it is possible to suppress power loss when the load is open.
【0241】なお、本発明は、更に、以下の変形例を採
用することができる。Furthermore, the present invention can employ the following modified examples.
【0242】(1)上記各実施例では、トランスは、1
次側と2次側に分けたものを用いて説明しているが、高
次の巻線を有するものを用いても、同様の効果を得るこ
とができる。(1) In each of the above embodiments, the transformer is 1
Although the description is made by using the one divided into the secondary side and the secondary side, the same effect can be obtained by using the one having the higher order winding.
【0243】(2)トランスは、コアが1次側と2次側
とで共通の一体型、1次側と2次側間でギャップを有す
るもの、1次側コアと2次側コアとが完全に分離された
非接触の電磁誘導によるもののいずれを用いても、同様
の効果を得ることができる。(2) In the transformer, the core has an integral type common to the primary side and the secondary side, and has a gap between the primary side and the secondary side. The primary side core and the secondary side core are The same effect can be obtained by using either of the completely separated non-contact electromagnetic induction.
【0244】(3)トランスの2次側の負荷E2は、2
次電池に限られず、モータなどの他の負荷であっても、
同様の効果を得ることができる。また、2次巻線L2の
出力は、ダイオードD1,D2を用いてセンタタップに
より全波整流しているが、コイルやコンデンサ等を用い
る他の整流平滑手段により整流、平滑するようにして
も、同様の効果を得ることができる。(3) The load E2 on the secondary side of the transformer is 2
Not only the secondary battery, but also other loads such as motors,
The same effect can be obtained. The output of the secondary winding L2 is full-wave rectified by the center tap using the diodes D1 and D2, but may be rectified and smoothed by another rectifying / smoothing means using a coil, a capacitor, or the like. The same effect can be obtained.
【0245】(4)上記各実施例において、トランスの
同一磁路に形成された巻線L4,L5や、巻線L8,L
10は、ダイオード1個の半波整流とコンデンサインプ
ット型の平滑回路を用いて整流平滑を行っているが、全
波整流などの他の整流平滑方式を用いても、同様の効果
を得ることができる。(4) In each of the above embodiments, the windings L4 and L5 and the windings L8 and L formed in the same magnetic path of the transformer.
Although 10 performs rectification and smoothing using a half-wave rectification of one diode and a capacitor input type smoothing circuit, the same effect can be obtained by using another rectification and smoothing method such as full-wave rectification. it can.
【0246】(5)上記各実施例において、コア分離型
のトランスはU−Uコア形状を用いたが、分離着脱して
使用するものであれば、ポットコア型、C−Cコア型、
コアレス型や、その他の形状であっても、同様の効果を
得ることができる。(5) In each of the above embodiments, the U-U core shape is used as the core separation type transformer. However, if it is used by being separated and attached, a pot core type, CC core type,
The same effect can be obtained even in the coreless type and other shapes.
【0247】(6)上記各実施例では、各回路素子を単
純化された構成で説明したが、同様の動作をするもので
あれば、これらの素子の配置や順序を変更したり、他の
素子を直列や並列に接続して組み合わせたものであって
も、同様の効果を得ることができる。(6) In each of the above embodiments, each circuit element has been described as having a simplified structure. However, if the same operation is performed, the arrangement or order of these elements may be changed, or other elements may be changed. Even if elements are connected in series or in parallel and combined, the same effect can be obtained.
【0248】[0248]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、スイッチング素子に流れる電流が所定レベルに
達するとオンして放電ループを形成し、この放電ループ
を流れる全ての放電電流が自身を流れるスイッチング手
段を備えたので、バイアス電圧発生回路のバイアス電圧
を安定電圧に保持することができる。As described above, according to the invention of claim 1, when the current flowing through the switching element reaches a predetermined level, the switching element is turned on to form a discharge loop.
All the discharge current flowing through the switching hand
Since the stage is provided , the bias voltage of the bias voltage generating circuit can be held at a stable voltage.
【0249】また、請求項2の発明によれば、スイッチ
ング手段がオンしたときにコンデンサに蓄積された電荷
を放電するようにしたので、バイアス電圧を安定電圧に
保持することができる。According to the second aspect of the invention, since the electric charge accumulated in the capacitor is discharged when the switching means is turned on, the bias voltage can be held at a stable voltage.
【0250】また、請求項3の発明によれば、スイッチ
ング手段は、スイッチング素子のスイッチング制御端に
接続されているので、スイッチング素子に流れる電流が
所定レベルに達すると、スイッチング素子がオフにされ
るため、スイッチング素子に流れる電流の制御を行うこ
とができ、スイッチング素子に過大な電流が流れること
を防止することができる。Further, according to the invention of claim 3, since the switching means is connected to the switching control end of the switching element, when the current flowing through the switching element reaches a predetermined level, the switching element is turned off. Therefore, the current flowing through the switching element can be controlled, and an excessive current can be prevented from flowing through the switching element.
【0251】また、請求項4の発明によれば、1の回路
における電気信号から生成されたフィードバック信号に
基づいてスイッチング手段を制御するようにしたので、
出力をほぼ一定に保つことができる。Further, according to the invention of claim 4, since the switching means is controlled based on the feedback signal generated from the electric signal in the circuit of 1,
The output can be kept almost constant.
【0252】また、請求項5の発明によれば、電源の電
圧レベルに応じたフィードバック信号を生成するように
したので、電源の異なる電圧レベルに対しても、出力を
ほぼ一定に保つことができる。Further, according to the invention of claim 5, since the feedback signal is generated according to the voltage level of the power source, the output can be kept substantially constant even when the voltage level of the power source is different. .
【0253】また、請求項6の発明によれば、トランス
の1次側に生じる電気信号に応じたフィードバック信号
を生成するようにしたので、負荷や電源電圧のレベル等
が変動しても、トランスの1次側の出力をほぼ一定に保
つことができる。従って、スイッチング素子への過電圧
の印加などを防止できるので、素子の電圧破壊や寿命の
短縮化などを防止することができる。また、負荷への出
力をほぼ一定に保つことができる。Further, according to the invention of claim 6, since the feedback signal according to the electric signal generated on the primary side of the transformer is generated, even if the level of the load or the power supply voltage is changed, The output on the primary side of can be kept almost constant. Therefore, since it is possible to prevent application of overvoltage to the switching element, it is possible to prevent voltage breakdown and shortening of life of the element. Also, the output to the load can be kept almost constant.
【0254】また、請求項7の発明によれば、トランス
の2次側に生じる電気信号に応じたフィードバック信号
を生成するようにしたので、負荷や電源電圧のレベル等
が変動しても、トランスの2次側の出力をほぼ一定に保
つことができる。従って、負荷に対して常に一定の電力
を供給することができる。Further, according to the invention of claim 7, since the feedback signal is generated in accordance with the electric signal generated on the secondary side of the transformer, even if the load or the level of the power supply voltage changes, The output on the secondary side of can be kept almost constant. Therefore, it is possible to always supply a constant power to the load.
【0255】また、請求項9の発明によれば、1の回路
における電気信号から生成されたフィードバック信号に
基づいて、スイッチング手段のオン、オフを制御するよ
うにしたので、出力をほぼ一定に保つことができる。According to the ninth aspect of the invention, the on / off of the switching means is controlled based on the feedback signal generated from the electric signal in the one circuit, so that the output is kept substantially constant. be able to.
【0256】また、請求項10の発明によれば、共振回
路の共振電圧を一定にするようにしたので、負荷や電源
電圧のレベル等が変動しても、共振電圧をほぼ一定に保
つことができる。従って、スイッチング素子への過電圧
の印加などを防止できるので、素子の電圧破壊や寿命の
短縮化などを防止することができる。According to the tenth aspect of the invention, since the resonance voltage of the resonance circuit is made constant, the resonance voltage can be kept substantially constant even if the load or the level of the power supply voltage changes. it can. Therefore, since it is possible to prevent application of overvoltage to the switching element, it is possible to prevent voltage breakdown and shortening of life of the element.
【0257】また、請求項11の発明によれば、比例制
御と積分制御とを組み合わせた自動制御回路により共振
回路の共振電圧を一定にするようにしたので、負荷や電
源電圧のレベル等が変動しても、共振電圧をほぼ一定に
保つことができる。According to the eleventh aspect of the invention, since the resonance voltage of the resonance circuit is made constant by the automatic control circuit combining the proportional control and the integral control, the level of the load, the power supply voltage, etc. fluctuates. However, the resonance voltage can be kept almost constant.
【0258】また、請求項12の発明によれば、負荷レ
ベルの上昇等によりトランスの1次側の出力が低下した
ときに、コンデンサの電荷を抵抗を通して放電するよう
にしたので、フィードバック回路の検出巻線は、出力低
下から遅延することなく、トランスの1次巻線の出力に
応じた信号を出力することができる。従って、負荷や電
源電圧等のレベル変動に対応して、トランスの1次側の
出力をほぼ一定に保つことができる。According to the twelfth aspect of the invention, when the output of the primary side of the transformer is lowered due to an increase in load level or the like, the electric charge of the capacitor is discharged through the resistor. Therefore, the feedback circuit is detected. The winding can output a signal according to the output of the primary winding of the transformer without delaying the output reduction. Therefore, the output on the primary side of the transformer can be kept substantially constant in response to the level fluctuations of the load, the power supply voltage and the like.
【0259】また、請求項13の発明によれば、フィー
ドバック信号を検出巻線のオン側から出力するようにし
たので、電源投入の直後からスイッチング手段にフィー
ドバック信号を出力することができる。従って、発振を
安定に継続できる。According to the thirteenth aspect of the invention, since the feedback signal is output from the ON side of the detection winding, the feedback signal can be output to the switching means immediately after the power is turned on. Therefore, the oscillation can be stably continued.
【0260】また、請求項14の発明によれば、電流制
御回路を具備し、出力をほぼ一定にするべく装置の一部
の情報をフィードバックする回路を上記電流制御回路に
具備したので、負荷の状態によらず、出力をほぼ一定に
することができる。According to the fourteenth aspect of the present invention, since the current control circuit is provided and the current control circuit is provided with the circuit for feeding back a part of information of the device so that the output is kept substantially constant, the load control circuit is provided. The output can be made almost constant regardless of the state.
【0261】また、請求項15の発明によれば、負荷側
の状態信号を検出する検出回路と、検出された信号に信
号処理を施して上記フィードバックする回路に導く信号
処理回路とを備えたので、2次側の負荷の状態を直接検
出することにより、一層的確に出力のほぼ一定化が可能
となる。According to the fifteenth aspect of the present invention, since the detection circuit for detecting the load-side state signal and the signal processing circuit for performing signal processing on the detected signal and guiding the signal to the feedback circuit are provided. By directly detecting the state of the load on the secondary side, the output can be made substantially constant more accurately.
【0262】また、請求項16の発明によれば、検出さ
れた信号をトランスを経由して1次側に伝達する構成と
したので、伝達回路を別途設ける必要が無く、装置の小
型化とコストダウンが図れる。Further, according to the sixteenth aspect of the present invention, since the detected signal is transmitted to the primary side via the transformer, it is not necessary to separately provide a transmission circuit, and the size and cost of the device can be reduced. Can be down.
【0263】また、請求項17〜19の発明によれば、
検出回路として、2次側負荷への出力電流を検出するも
の、2次側負荷への出力電圧を検出するもの、また2次
側負荷への出力を検出するものを設けるようにしたの
で、それぞれ一定化する対象、用途に応じた回路を構成
することができる。Further, according to the invention of claims 17 to 19,
As the detection circuit, one for detecting the output current to the secondary side load, one for detecting the output voltage to the secondary side load, and one for detecting the output to the secondary side load are provided. A circuit can be configured according to the object to be made constant and the application.
【0264】また、請求項20の発明によれば、検出信
号を電圧−周波数変換する回路と、トランスを経由して
伝達されてきた信号を周波数−電圧変換する回路とを備
えたので、トランスを電力伝送用と共に検出信号伝達用
として兼用できる。According to the twentieth aspect of the present invention, the transformer is provided with the circuit for voltage-frequency converting the detection signal and the circuit for frequency-voltage converting the signal transmitted via the transformer. It can be used for both power transmission and detection signal transmission.
【0265】また、請求項21の発明によれば、検出信
号の伝達と電力伝送とを並行して行い得る構成とするこ
とで、迅速的確な負荷状態の検出が可能となる。According to the twenty-first aspect of the invention, the load signal state can be detected promptly and accurately by adopting a configuration capable of transmitting the detection signal and power transmission in parallel.
【0266】また、請求項22の発明によれば、検出信
号の伝達の期間と電力伝送の期間とを交互に切り換える
切換回路を備えたので、検出信号を1次側で、より確実
に得ることができる。Further, according to the invention of claim 22, since the switching circuit for alternately switching the transmission period of the detection signal and the power transmission period is provided, the detection signal can be obtained more reliably on the primary side. You can
【0267】また、請求項23の発明によれば、トラン
スを、1次側と、負荷を有する2次側とで着脱可能であ
って、非接触で電力伝送する構成としたので、本装置を
幅広い応用機器に適用させることができる。According to the twenty-third aspect of the present invention, the transformer is detachable between the primary side and the secondary side having a load, and the power is transferred in a contactless manner. It can be applied to a wide range of applied equipment.
【0268】また、請求項24の発明によれば、置かれ
た負荷が正規のものであるか否かを検出する判別回路を
備え、正規の負荷が置かれたときのみ2次側への電力供
給を行うようにしたので、負荷無しや異物が置かれた際
の電力損失を防止し、さらに異物の不測の発熱を確実に
防止できる。According to the twenty-fourth aspect of the present invention, the power supply to the secondary side is provided only when the regular load is placed, which is provided with the discrimination circuit for detecting whether the placed load is regular or not. Since the power is supplied, it is possible to prevent power loss when there is no load or a foreign object is placed, and it is possible to reliably prevent unexpected heat generation of the foreign object.
【0269】また、請求項25の発明によれば、負荷の
判別を1次側の情報で行うようにしたので、負荷側との
情報の授受を行う構成を付設する必要がなく、構成が簡
素化される。According to the twenty-fifth aspect of the present invention, since the load is discriminated based on the information on the primary side, there is no need to additionally provide a configuration for exchanging information with the load side, and the configuration is simple. Be converted.
【0270】また、請求項26の発明によれば、負荷の
判別を2次側からの情報で行うようにしたので、確実な
判別が可能となる。According to the twenty-sixth aspect of the present invention, since the load is discriminated based on the information from the secondary side, it is possible to surely discriminate.
【0271】また、請求項27〜30の発明によれば、
1次側の情報として、インダクタンス変化の情報、すな
わち共振周波数の変化、電流の変化、あるいは電圧の変
化を利用し得ることで、負荷の判別方法を適用装置、用
途に応じて、また種々の制約条件に対して選択的採用が
可能となる。According to the inventions of claims 27 to 30,
As the information on the primary side, the information on the inductance change, that is, the change of the resonance frequency, the change of the current, or the change of the voltage can be used. It can be adopted selectively depending on the conditions.
【0272】また、請求項31〜33の発明によれば、
トランジスタのベース、グランド間に自己バイアスを与
える自己バイアス回路を備えることで、スイッチング素
子に代えてトランジスタをも採用可能にしたので、スイ
ッチング素子の選択性を広げ、またコストダウンが可能
となる。According to the inventions of claims 31 to 33,
By providing a self-bias circuit that applies a self-bias between the base of the transistor and the ground, it is possible to use a transistor instead of the switching element, so that the selectivity of the switching element can be expanded and the cost can be reduced.
【0273】また、請求項34〜36の発明によれば、
上記自己バイアス回路を簡易な素子で実現することがで
きる。According to the inventions of claims 34 to 36,
The self-bias circuit can be realized by a simple element.
【0274】また、請求項37の発明によれば、スイッ
チング素子に代えてトランジスタをも採用可能にすると
ともに、このトランジスタのオン期間を自励発振回路の
バイアス回路の充電電流の制御により行うようにしたの
で、負荷の変動に対しても出力をほぼ一定に保ことがで
きる。According to the thirty-seventh aspect of the present invention, a transistor can be adopted instead of the switching element, and the ON period of this transistor is controlled by controlling the charging current of the bias circuit of the self-excited oscillation circuit. Therefore, the output can be kept substantially constant even when the load changes.
【0275】また、請求項38の発明によれば、抵抗値
の切り換えによりバイアス回路の充電電流の制御を行う
ようにしたので、簡易な構成で充電電流の制御が可能と
なる。According to the thirty-eighth aspect of the invention, since the charging current of the bias circuit is controlled by switching the resistance value, the charging current can be controlled with a simple structure.
【0276】また、請求項39の発明によれば、バイア
ス回路に直列に挿入された電流制御素子でバイアス回路
の充電電流の制御を行うようにしたので、簡易な構成で
充電電流の制御が可能となる。According to the thirty-ninth aspect of the invention, since the charging current of the bias circuit is controlled by the current control element inserted in series with the bias circuit, the charging current can be controlled with a simple structure. Becomes
【0277】また、請求項40の発明によれば、上記電
流制御素子による充電電流の制御を外部制御電源で行う
ようしたので、確実な制御が可能となる。According to the forty-third aspect of the invention, since the control of the charging current by the current control element is performed by the external control power supply, reliable control is possible.
【0278】また、請求項41の発明によれば、上記外
部制御電源をトランスの誘導起電力で生成するようにし
たので別途の電源を付設する必要が無く、装置の小型化
とコストダウンが図れる。According to the forty-first aspect of the invention, since the external control power source is generated by the induced electromotive force of the transformer, it is not necessary to attach a separate power source, and the size and cost of the device can be reduced. .
【0279】また、請求項42の発明によれば、上記フ
ィードバック回路により、電源投入時に上記スイッチン
グ手段への過大な電流の流入を阻止するフィードバック
信号を生成するようにしたので、スイッチング手段の確
実な保護が図れる。According to the invention of claim 42, the feedback circuit generates a feedback signal for preventing an excessive current from flowing into the switching means when the power is turned on. Can be protected.
【0280】また、請求項43の発明によれば、上記フ
ィードバック回路により、負荷オープンの間、スイッチ
ング素子の発振を間欠動作させるフィードバック信号を
生成するようにしたので、この間の電力損失の防止が図
れる。According to the forty-third aspect of the invention, the feedback circuit generates the feedback signal for intermittently oscillating the oscillation of the switching element while the load is open, so that power loss can be prevented during this period. .
【図1】本発明に係る電源装置の第1実施例を示す回路
図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a power supply device according to the present invention.
【図2】第1実施例の動作を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the first embodiment.
【図3】本発明に係る電源装置の第2実施例を示す回路
図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power supply device according to the present invention.
【図4】第2実施例の動作を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the second embodiment.
【図5】第2実施例の変形例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a modification of the second embodiment.
【図6】第2実施例の別の変形例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another modification of the second embodiment.
【図7】本発明に係る電源装置の第3実施例を示す回路
図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment of the power supply device according to the present invention.
【図8】第3実施例の動作を示す波形図である。FIG. 8 is a waveform chart showing the operation of the third embodiment.
【図9】第3実施例の変形例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a modification of the third embodiment.
【図10】第3実施例の別の変形例を示す回路図であ
る。FIG. 10 is a circuit diagram showing another modification of the third embodiment.
【図11】図10の回路の動作を示す電圧波形図であ
る。11 is a voltage waveform chart showing the operation of the circuit of FIG.
【図12】図9の変形例を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing a modified example of FIG.
【図13】図12の回路の動作を説明する波形図であ
る。13 is a waveform diagram illustrating the operation of the circuit of FIG.
【図14】図12の回路の動作を説明する波形図であ
る。14 is a waveform diagram illustrating the operation of the circuit of FIG.
【図15】第3実施例の別の変形例を示す回路図であ
る。FIG. 15 is a circuit diagram showing another modification of the third embodiment.
【図16】第3実施例の別の変形例を示す回路図であ
る。FIG. 16 is a circuit diagram showing another modification of the third embodiment.
【図17】本発明に係る電源装置の第4実施例を示す回
路図である。FIG. 17 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the power supply device according to the present invention.
【図18】第4実施例の変形例を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing a modification of the fourth embodiment.
【図19】本発明に係る電源装置の第5実施例を示す回
路図である。FIG. 19 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the power supply device according to the present invention.
【図20】本発明に係る電源装置の第6実施例を示す回
路図である。FIG. 20 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the power supply device according to the present invention.
【図21】周辺保護回路の概略を示す電源装置のブロッ
ク図である。FIG. 21 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit.
【図22】図21に示す信号処理回路をより具体的に示
す電源装置のブロック図で、電力伝送と負荷状態信号の
伝達を同時に行わせるものである。22 is a block diagram of a power supply device more specifically showing the signal processing circuit shown in FIG. 21, in which power transmission and load state signal transmission are performed simultaneously.
【図23】図22に示す電源装置の他のブロック図で、
電力伝送と負荷状態信号の伝達とを切り換えて行わせる
ものである。23 is another block diagram of the power supply device shown in FIG.
The power transmission and the load state signal transmission are switched.
【図24】信号検出回路で検出される信号の形態毎のブ
ロック図を示すもので、出力電流を検出するものであ
る。FIG. 24 is a block diagram for each form of a signal detected by a signal detection circuit, which is for detecting an output current.
【図25】信号検出回路で検出される信号の形態毎のブ
ロック図を示すもので、電圧を検出するものである。FIG. 25 is a block diagram for each form of a signal detected by a signal detection circuit, which detects a voltage.
【図26】信号検出回路で検出される信号の形態毎のブ
ロック図を示すもので、電力を検出するものである。FIG. 26 is a block diagram for each form of a signal detected by a signal detection circuit for detecting electric power.
【図27】図24に示す出力電流の安定化を図る電源装
置の更に詳細なブロック構成図を示すものである。27 is a more detailed block diagram of the power supply device shown in FIG. 24 for stabilizing the output current.
【図28】動作を説明するための波形図である。FIG. 28 is a waveform chart for explaining the operation.
【図29】共振周波数変化を利用した周辺保護回路の概
略を示す電源装置のブロック図である。FIG. 29 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit using a change in resonance frequency.
【図30】共振電流変化を利用した周辺保護回路の概略
を示す電源装置のブロック図である。FIG. 30 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit using a change in resonance current.
【図31】共振電圧変化を利用した周辺保護回路の概略
を示す電源装置のブロック図である。FIG. 31 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit using a change in resonance voltage.
【図32】負荷側からの情報を利用した周辺保護回路の
概略を示す電源装置のブロック図である。FIG. 32 is a block diagram of a power supply device showing an outline of a peripheral protection circuit using information from the load side.
【図33】図29に示す周波数検出回路を用いた電源回
路の1次側の詳細を示す回路ブロック図である。33 is a circuit block diagram showing details of the primary side of a power supply circuit using the frequency detection circuit shown in FIG. 29.
【図34】動作を説明するための波形図である。FIG. 34 is a waveform chart for explaining the operation.
【図35】FETを電流駆動型のトランジスタに置き換
えた回路図である。FIG. 35 is a circuit diagram in which the FET is replaced with a current drive type transistor.
【図36】第1対策例を示す回路図である。FIG. 36 is a circuit diagram showing a first countermeasure example.
【図37】第2対策例を示す回路図である。FIG. 37 is a circuit diagram showing a second countermeasure example.
【図38】第3対策例を示す回路図である。FIG. 38 is a circuit diagram showing a third countermeasure example.
【図39】第4対策例を示す回路図である。FIG. 39 is a circuit diagram showing a fourth countermeasure example.
【図40】トランジスタを用いて自励発振動作を行う電
源装置の回路図である。FIG. 40 is a circuit diagram of a power supply device that performs self-oscillation using a transistor.
【図41】図40の回路において充電電流IS1を制御す
ることにより1次巻線を流れる電流、すなわち出力制御
を行う電源装置の回路図である。41 is a circuit diagram of a power supply device that controls the current flowing through the primary winding, that is, the output by controlling the charging current I S1 in the circuit of FIG. 40.
【図42】図40の回路において充電電流IS1を制御す
ることにより1次巻線を流れる電流、すなわち出力制御
を行う電源装置の他の回路図である。42 is another circuit diagram of the power supply device that controls the current flowing through the primary winding by controlling the charging current I S1 in the circuit of FIG. 40, that is, the output control.
【図43】図40の回路において充電電流IS1を制御す
ることにより1次巻線を流れる電流、すなわち出力制御
を行う電源装置の更に他の回路図例である。43 is still another circuit diagram example of the power supply device that controls the current flowing through the primary winding by controlling the charging current I S1 in the circuit of FIG. 40, that is, the output control.
【図44】動作を説明するための波形図である。FIG. 44 is a waveform chart for explaining the operation.
【図45】図17の電源装置の第4実施例を示す回路の
第1変形実施例を示す回路図である。45 is a circuit diagram showing a first modified example of the circuit showing the fourth example of the power supply device of FIG. 17. FIG.
【図46】過大電圧の発生を説明するための波形図であ
る。FIG. 46 is a waveform diagram for explaining generation of an excessive voltage.
【図47】巻線方向を異にする巻線L5の働きを説明す
るための図で、(a),(b)はFET1のオンで電圧
を誘起する回路図及びその電圧波形図、(c),(d)
はFET1のオフで電圧を誘起する回路図及びその電圧
波形図である。47 (a) and 47 (b) are circuit diagrams for inducing a voltage when the FET1 is turned on and a voltage waveform diagram thereof, and FIG. ), (D)
FIG. 3 is a circuit diagram for inducing a voltage when the FET 1 is off and a voltage waveform diagram thereof.
【図48】図17の電源装置の第4実施例を示す回路の
第2変形実施例を示す回路図である。48 is a circuit diagram showing a second modified example of the circuit showing the fourth example of the power supply device of FIG. 17. FIG.
【図49】動作を説明するための波形図である。FIG. 49 is a waveform chart for explaining the operation.
【図50】図17の電源装置の第4実施例を示す回路の
第3変形実施例を示す回路図である。50 is a circuit diagram showing a third modified example of the circuit showing the fourth example of the power supply device of FIG. 17. FIG.
【図51】動作を説明するための波形図である。FIG. 51 is a waveform chart for explaining the operation.
【図52】図17の電源装置の第4実施例を示す回路の
第4変形実施例を示す回路図である。52 is a circuit diagram showing a fourth modified example of the circuit showing the fourth example of the power supply device of FIG. 17. FIG.
【図53】電圧VCが過電圧になる動作を説明するため
の波形図である。FIG. 53 is a waveform diagram for explaining an operation in which the voltage V C becomes an overvoltage.
【図54】瞬停保護を図る電源装置の第1実施例を示す
回路図である。FIG. 54 is a circuit diagram showing a first embodiment of a power supply device for protection against momentary power failure.
【図55】動作を説明するための波形図である。FIG. 55 is a waveform chart for explaining the operation.
【図56】瞬停保護を図る電源装置の第2実施例を示す
回路図である。FIG. 56 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power supply device for protection against momentary power failure.
【図57】動作を説明するための波形図である。FIG. 57 is a waveform chart for explaining the operation.
【図58】図9に示す電源装置の回路において電源投入
時にスイッチング素子に過電圧が印加されるのを防止す
るための回路図である。58 is a circuit diagram for preventing an overvoltage from being applied to the switching element when the power is turned on in the circuit of the power supply device shown in FIG. 9.
【図59】図9に示す電源装置の回路において負荷がオ
ープンになった場合に発振を停止させるための回路図で
ある。59 is a circuit diagram for stopping oscillation when the load is opened in the circuit of the power supply device shown in FIG. 9.
【図60】従来の電源装置の例を示す回路図である。FIG. 60 is a circuit diagram showing an example of a conventional power supply device.
【図61】従来の電源装置の例を示す回路図である。FIG. 61 is a circuit diagram showing an example of a conventional power supply device.
【図62】従来例の動作を示す波形図である。FIG. 62 is a waveform diagram showing the operation of the conventional example.
1 FET(スイッチング素子)
OP1〜OP4,OP20 オペアンプ
A,B 電源端子
C1〜C6,C10〜C14,C41,C71 コンデ
ンサ
D1,D2,D4,D5,D7〜D15 ダイオード
E 電源
E2 負荷
L1 1次巻線
L2 2次巻線
L3 帰還巻線
L4,L5,L6 巻線(検出巻線)
L7,L8,L10 巻線
K1 1次コア
K2 2次コア
LD 発光素子
P1 受光素子
Q1,Q2 トランジスタ(スイッチング手段)
Q3 トランジスタ(スイッチング素子)
Q4〜Q6,Q8 トランジスタ
R1〜R14,R19,R20〜R34,R41,R4
2,R71,R81,R120,R8a〜R8d 抵抗
Z12,Z20,Z30,Z31,Z40〜Z42,Z
50,Z220 ツェナーダイオード
11 電流制御回路
12 スイッチング素子
13 共振回路
14,14a〜14c フィードバック回路
15 信号処理回路
150 増幅回路
151 リミッタ回路
152 波形整形回路
153 f−V変換回路
SW 切換回路
17 周波数検出回路
171 f−V変換回路
172 比較回路
173 パルス発生回路
18 電流検出回路
19 電圧検出回路
20 負荷信号検出回路
21 信号検出回路
21a 電流検出回路
21b 電圧検出回路
21c 出力検出回路
22 信号処理回路
221 V−f変換回路
222 波形整形回路
SW1 スイッチ1 FET (switching element) OP1 to OP4, OP20 operational amplifier A, B power supply terminals C1 to C6, C10 to C14, C41, C71 capacitors D1, D2, D4, D5, D7 to D15 diode E power supply E2 load L1 primary winding L2 secondary winding L3 feedback winding L4, L5, L6 winding (detection winding) L7, L8, L10 winding K1 primary core K2 secondary core LD light emitting element P1 light receiving element Q1, Q2 transistor (switching means) Q3 transistor (switching element) Q4 to Q6, Q8 transistors R1 to R14, R19, R20 to R34, R41, R4
2, R71, R81, R120, R8a to R8d Resistors Z12, Z20, Z30, Z31, Z40 to Z42, Z
50, Z220 Zener diode 11 Current control circuit 12 Switching element 13 Resonance circuit 14, 14a to 14c Feedback circuit 15 Signal processing circuit 150 Amplifier circuit 151 Limiter circuit 152 Waveform shaping circuit 153 f-V conversion circuit SW switching circuit 17 Frequency detection circuit 171 f-V conversion circuit 172 comparison circuit 173 pulse generation circuit 18 current detection circuit 19 voltage detection circuit 20 load signal detection circuit 21 signal detection circuit 21a current detection circuit 21b voltage detection circuit 21c output detection circuit 22 signal processing circuit 221 V-f conversion Circuit 222 Wave shaping circuit SW1 switch
フロントページの続き (72)発明者 田村 秀樹 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 田舎片 悟 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 北村 浩康 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−46573(JP,A) 特開 平6−70461(JP,A) 特開 平6−105542(JP,A) 欧州特許出願公開86521(EP,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/338 H02M 3/28 Front page continuation (72) Inventor Hideki Tamura 1048, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor, Satoru Katakata, 1048, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor Hiroyasu Kitamura 1048, Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Works, Ltd. (56) Reference JP-A-6-46573 (JP, A) JP-A-6-70461 (JP, A) JP-A-6- 105542 (JP, A) European Patent Application Publication 86521 (EP, A1) (58) Fields searched (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/338 H02M 3/28
Claims (43)
上記スイッチング素子に直列接続されたトランスの1次
巻線とコンデンサとで構成される共振回路を自励発振さ
せる自励発振回路と、上記帰還巻線を介して上記スイッ
チング素子のスイッチング制御端に接続されるバイアス
電圧発生回路とを備え、電源が接続されるとトランスの
2次側に接続された負荷に電力を供給する電源装置にお
いて、スイッチング手段がオンになると放電ループを形
成して、バイアス電圧を安定に保持し、上記放電ループ
を流れる全ての放電電流は、上記スイッチング手段を流
れることを特徴とする電源装置。1. A and a switching element and a feedback winding,
Connected to a switching control terminal of the switching element via the feedback winding, and a self-excited oscillation circuit for self-oscillating a resonance circuit composed of a primary winding of a transformer and a capacitor connected in series to the switching element. And a bias voltage generating circuit for supplying power to a load connected to the secondary side of the transformer when the power source is connected, a discharge loop is formed when the switching means is turned on.
To maintain a stable bias voltage,
All discharge current flowing through the switching means.
Power supply characterized in that it is.
からなり、上記スイッチング手段は、オンしたときに上
記コンデンサに蓄積された電荷を放電させるものである
ことを特徴とする請求項1記載の電源装置。2. The power supply device according to claim 1, wherein the bias voltage generating circuit comprises a capacitor, and the switching means discharges the electric charge accumulated in the capacitor when turned on.
ング素子のスイッチング制御端に接続されていることを
特徴とする請求項1記載の電源装置。3. The power supply device according to claim 1, wherein the switching means is connected to a switching control end of the switching element.
回路における電気信号からフィードバック信号を生成
し、上記スイッチング手段に出力するフィードバック回
路を備えたことを特徴とする電源装置。4. The power supply device according to claim 3, further comprising a feedback circuit that generates a feedback signal from an electric signal in one circuit and outputs the feedback signal to the switching means.
電圧レベルに応じたフィードバック信号を生成するもの
であることを特徴とする請求項4記載の電源装置。5. The power supply device according to claim 4, wherein the feedback circuit generates a feedback signal according to a voltage level of the power supply.
スの1次側に生じる電気信号に応じたフィードバック信
号を生成するものであることを特徴とする請求項4記載
の電源装置。6. The power supply device according to claim 4, wherein the feedback circuit is for generating a feedback signal according to an electric signal generated on the primary side of the transformer.
スの2次側に生じる電気信号に応じたフィードバック信
号を生成するものであることを特徴とする請求項4記載
の電源装置。7. The power supply device according to claim 4, wherein the feedback circuit generates a feedback signal according to an electric signal generated on the secondary side of the transformer.
圧素子の少なくとも一方で構成されていることを特徴と
する請求項5〜7のいずれかに記載の電源装置。8. The power supply device according to claim 5, wherein the feedback circuit comprises at least one of a resistor and a constant voltage element.
スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出抵抗
と、この電流検出抵抗と上記スイッチング手段のスイッ
チング制御端との間に介設された抵抗とを備え、上記フ
ィードバック回路は、そのフィードバック信号が、上記
スイッチング手段のスイッチング制御端と上記抵抗との
間に出力されるように構成されていることを特徴とする
電源装置。9. The power supply device according to claim 4, wherein a current detection resistor for detecting a current flowing through the switching element, and a resistor interposed between the current detection resistor and a switching control end of the switching means. The power supply device is characterized in that the feedback circuit is configured so that the feedback signal is output between the switching control end of the switching means and the resistor.
回路の共振電圧を一定にするものであることを特徴とす
る請求項6記載の電源装置。10. The power supply device according to claim 6, wherein the feedback circuit keeps the resonance voltage of the resonance circuit constant.
と積分制御とを組み合わせた自動制御回路であることを
特徴とする請求項10記載の電源装置。11. The power supply device according to claim 10, wherein the feedback circuit is an automatic control circuit that combines proportional control and integral control.
巻線に磁気結合された検出巻線と、この検出巻線の誘起
電圧を平滑するコンデンサと、このコンデンサに並列に
接続された抵抗とからなるものであることを特徴とする
請求項6記載の電源装置。12. The feedback circuit comprises a detection winding magnetically coupled to the primary winding, a capacitor for smoothing an induced voltage in the detection winding, and a resistor connected in parallel with the capacitor. The power supply device according to claim 6, which is a power supply device.
巻線に磁気結合された検出巻線を備え、上記フィードバ
ック信号は、上記検出巻線のオン側から出力されている
ことを特徴とする請求項6記載の電源装置。13. The feedback circuit includes a detection winding magnetically coupled to the primary winding, and the feedback signal is output from an ON side of the detection winding. 6. The power supply device according to 6.
流制御回路を具備し、出力をほぼ一定にするべく装置の
一部の情報をフィードバックする回路を上記電流制御回
路に具備していることを特徴とする電源装置。14. The power supply device according to claim 1, further comprising a current control circuit, wherein the current control circuit is provided with a circuit for feeding back a part of information of the device so as to make an output substantially constant. Characteristic power supply device.
負荷側の状態信号を検出する検出回路と、検出された信
号に信号処理を施して上記フィードバックする回路に導
く信号処理回路とを備えたことを特徴とする電源装置。15. The power supply device according to claim 14,
A power supply device comprising: a detection circuit that detects a load-side state signal; and a signal processing circuit that performs signal processing on the detected signal and guides the signal to the feedback circuit.
を上記トランスを経由して1次側に伝達するものである
ことを特徴とする請求項15記載の電源装置。16. The power supply device according to claim 15, wherein the signal processing circuit transmits the detected signal to the primary side via the transformer.
電流を検出するものであることを特徴とする請求項15
記載の電源装置。17. The detection circuit detects an output current to a secondary side load.
The power supply described.
電圧を検出するものであることを特徴とする請求項15
記載の電源装置。18. The detection circuit detects an output voltage to a secondary side load.
The power supply described.
を検出するものであることを特徴とする請求項15記載
の電源装置。19. The power supply device according to claim 15, wherein the detection circuit detects an output to the secondary load.
検出された検出信号を電圧−周波数変換する回路と、上
記トランスを経由して伝達されてきた信号を周波数−電
圧変換する回路とを備えることを特徴とする請求項16
記載の電源装置。20. The signal processing circuit includes a circuit for voltage-frequency converting the detection signal detected by the detection circuit, and a circuit for frequency-voltage converting the signal transmitted via the transformer. 17. The method according to claim 16, wherein
The power supply described.
われる信号伝達は、トランスを介して行われる電力伝送
と並行して行われることを特徴とする請求項16記載の
電源装置。21. The power supply device according to claim 16, wherein the signal transmission of the detection signal through the transformer is performed in parallel with the power transmission performed through the transformer.
上記検出信号のトランスを経由して行われる信号伝達の
期間と、トランスを介して行われる電力伝送の期間とを
交互に切り換える切換回路を備えたことを特徴とする電
源装置。22. The power supply device according to claim 16,
A power supply device comprising: a switching circuit that alternately switches a period of signal transmission performed through the transformer for the detection signal and a period of power transmission performed through the transformer.
する2次側とで着脱が可能であって、非接触で電力伝送
するものであることを特徴とする請求項1記載の電源装
置。23. The power supply device according to claim 1, wherein the transformer is attachable / detachable between a primary side and a secondary side having a load, and transmits power in a contactless manner. .
置かれた負荷が正規のものであるか否かを検出する判別
回路を備え、正規の負荷が置かれたときのみ2次側への
電力供給を行うようになっていることを特徴とする電源
装置。24. The power supply device according to claim 23,
A power supply characterized by being provided with a discrimination circuit for detecting whether or not the placed load is regular, and supplying power to the secondary side only when a regular load is placed. apparatus.
の情報で行うものであることを特徴とする請求項24記
載の電源装置。25. The power supply device according to claim 24, wherein the discriminating circuit discriminates the load based on information on the primary side.
からの情報で行うものであることを特徴とする請求項2
4記載の電源装置。26. The discriminating circuit discriminates a load based on information from the secondary side.
4. The power supply device according to 4.
の変化であることを特徴とする請求項25記載の電源装
置。27. The power supply device according to claim 25, wherein the information on the primary side is a change in inductance.
化であることを特徴とする請求項27記載の電源装置。28. The power supply device according to claim 27, wherein the information on the primary side is a change in resonance frequency.
ることを特徴とする請求項27記載の電源装置。29. The power supply device according to claim 27, wherein the information on the primary side is a change in current.
ることを特徴とする請求項27記載の電源装置。30. The power supply device according to claim 27, wherein the information on the primary side is a change in voltage.
で構成し、上記トランジスタのベース、グランド間に自
己バイアスを与える自己バイアス回路を備えたものであ
ることを特徴とする請求項1記載の電源装置。31. The power supply device according to claim 1, wherein the switching element is composed of a transistor, and a self-bias circuit for applying a self-bias is provided between the base of the transistor and the ground.
ジスタのエミッタと、このエミッタに接続された電流検
出抵抗との間に介設されたことを特徴とする請求項31
記載の電源装置。32. The self-biasing circuit is provided between the emitter of the transistor and a current detection resistor connected to the emitter.
The power supply described.
ジスタのベースに直列に接続されたことを特徴とする請
求項31記載の電源装置。33. The power supply device according to claim 31, wherein the self-bias circuit is connected in series to the base of the transistor.
であることを特徴とする請求項32又は33記載の電源
装置。34. The power supply device according to claim 32, wherein the self-bias circuit is a constant voltage element.
であることを特徴とする請求項34記載の電源装置。35. The power supply device according to claim 34, wherein the constant voltage element is a constant voltage diode.
直列接続したものであることを特徴とする請求項34記
載の電源装置。36. The power supply device according to claim 34, wherein the constant voltage element is formed by connecting a plurality of diodes in series.
で構成し、上記トランジスタのオン期間を上記自励発振
回路のバイアス回路の充電電流の制御により行うもので
あることを特徴とする請求項1記載の電源装置。37. The power supply device according to claim 1, wherein the switching element is composed of a transistor, and the ON period of the transistor is controlled by controlling a charging current of a bias circuit of the self-excited oscillation circuit. .
は、抵抗値を切り換えることにより行うものであること
を特徴とする請求項37記載の電源装置。38. The power supply device according to claim 37, wherein the charging current of the bias circuit is controlled by switching a resistance value.
は、このバイアス回路に直列に挿入された電流制御素子
で行うものであることを特徴とする請求項37記載の電
源装置。39. The power supply device according to claim 37, wherein the charging current of the bias circuit is controlled by a current control element inserted in series with the bias circuit.
より充電電流の制御を行うようになされていることを特
徴とする請求項39記載の電源装置。40. The power supply device according to claim 39, wherein the current control element is configured to control a charging current by an external control power supply.
誘導起電力で生成されるものであることを特徴とする請
求項40記載の電源装置。41. The power supply device according to claim 40, wherein the external control power supply is generated by an induced electromotive force of the transformer.
時に上記スイッチング手段への過大な電流の流入を阻止
するフィードバック信号を生成するものであることを特
徴とする請求項6記載の電源装置。42. The power supply device according to claim 6, wherein the feedback circuit generates a feedback signal for preventing an excessive current from flowing into the switching means when the power is turned on.
プンの間、上記スイッチング素子の発振を間欠動作させ
るフィードバック信号を生成するものであることを特徴
とする請求項6記載の電源装置。43. The power supply device according to claim 6, wherein the feedback circuit generates a feedback signal for intermittently oscillating the switching element while the load is open.
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