JP2781977B2 - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
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- JP2781977B2 JP2781977B2 JP1044391A JP4439189A JP2781977B2 JP 2781977 B2 JP2781977 B2 JP 2781977B2 JP 1044391 A JP1044391 A JP 1044391A JP 4439189 A JP4439189 A JP 4439189A JP 2781977 B2 JP2781977 B2 JP 2781977B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、整流平滑回路とDC/DCコンバータとの間に
バイパス・ダイオードとステップアップ・コンバータ
（昇圧型チョッパー回路）とを配置したスイッチング電
源に関するものである。交流入力の正常時はバイパス・
タイオードを通ってDC/DCコンバータに電力が供給され
るが、平滑コンデンサの端子電圧がある電圧以下に降下
した場合にはステップアップ・コンバータによって昇圧
し、平滑コンデンサの蓄積エネルギーをDC/DCコンバー
タに供給する。これによってスイッチング電源としての
出力保持時間が長くなり、平滑コンデンサの放電時間は
短縮する。
バイパス・ダイオードとステップアップ・コンバータ
（昇圧型チョッパー回路）とを配置したスイッチング電
源に関するものである。交流入力の正常時はバイパス・
タイオードを通ってDC/DCコンバータに電力が供給され
るが、平滑コンデンサの端子電圧がある電圧以下に降下
した場合にはステップアップ・コンバータによって昇圧
し、平滑コンデンサの蓄積エネルギーをDC/DCコンバー
タに供給する。これによってスイッチング電源としての
出力保持時間が長くなり、平滑コンデンサの放電時間は
短縮する。
［従来の技術］ 従来のスイッチング電源は、第３図に示すように、交
流入力ACを整流する整流ダイオード10及びその出力側に
設けた平滑コンデンサＣとからなる整流平滑回路と、ス
イッチング電源の本体となるDC/DCコンバータ12とを組
み合わせた構成が一般的である。交流入力がある間、整
流ダイオード10による整流出力が平滑コンデンサＣによ
って平滑化される。そしてDC/DCコンバータ12によって
所望の直流電圧に安定化制御され負荷に供給される。
流入力ACを整流する整流ダイオード10及びその出力側に
設けた平滑コンデンサＣとからなる整流平滑回路と、ス
イッチング電源の本体となるDC/DCコンバータ12とを組
み合わせた構成が一般的である。交流入力がある間、整
流ダイオード10による整流出力が平滑コンデンサＣによ
って平滑化される。そしてDC/DCコンバータ12によって
所望の直流電圧に安定化制御され負荷に供給される。
第４図に示すように交流入力が遮断すると、平滑コン
デンサＣの端子電圧Vcは徐々に低下する。そしてある電
圧V1に達するとDC/DCコンバータ12は発振を停止し、そ
の出力電圧V0は急激に低下する。交流入力が遮断（停電
を含む）してからDC/DCコンバータ12の出力電圧V0がほ
ぼ100％保っている時間THを出力保持時間という。コン
ピュータ等の情報処理機器では、この時間に処理途中の
データの退避やバックアップ電源の立ち上げ等の操作を
行うから、スイッチング電源の仕様によって出力保持時
間が定められている。
デンサＣの端子電圧Vcは徐々に低下する。そしてある電
圧V1に達するとDC/DCコンバータ12は発振を停止し、そ
の出力電圧V0は急激に低下する。交流入力が遮断（停電
を含む）してからDC/DCコンバータ12の出力電圧V0がほ
ぼ100％保っている時間THを出力保持時間という。コン
ピュータ等の情報処理機器では、この時間に処理途中の
データの退避やバックアップ電源の立ち上げ等の操作を
行うから、スイッチング電源の仕様によって出力保持時
間が定められている。
［発明が解決しようとする課題］ スイッチング電源の出力保持時間を長くするには平滑
コンデンサＣの容量を大きくすればよいが、それでは安
全規格上の問題が生じる。つまり海外の安全規格等では
交流入力が遮断された後にある一定時間以内にこの平滑
コンデンサの電圧をある値以下にするように規定されて
いる。しかしDC/DCコンバータ12が発振を停止すると平
滑コンデンサＣに蓄えられていた電荷はなかなか放電し
ない。
コンデンサＣの容量を大きくすればよいが、それでは安
全規格上の問題が生じる。つまり海外の安全規格等では
交流入力が遮断された後にある一定時間以内にこの平滑
コンデンサの電圧をある値以下にするように規定されて
いる。しかしDC/DCコンバータ12が発振を停止すると平
滑コンデンサＣに蓄えられていた電荷はなかなか放電し
ない。
そのため従来技術では平滑コンデンサＣに並列に放電
抵抗Ｒを接続している。ところがこの放電抵抗Ｒには通
常動作中にも電流が流れるため、それによる電力損失が
大きい欠点がある。平滑コンデンサの容量を大きくして
も、交流入力遮断後に速やかにその荷電を放電させるた
めには、放電抵抗Ｒを小さな値にせざるを得ず、電力損
失は益々大きくなるし、出力保持時間は長くならない。
抵抗Ｒを接続している。ところがこの放電抵抗Ｒには通
常動作中にも電流が流れるため、それによる電力損失が
大きい欠点がある。平滑コンデンサの容量を大きくして
も、交流入力遮断後に速やかにその荷電を放電させるた
めには、放電抵抗Ｒを小さな値にせざるを得ず、電力損
失は益々大きくなるし、出力保持時間は長くならない。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消
し、出力保持時間を長くできると共に通常動作時におけ
る電力損失を少なくでき、且つ交流入力遮断後は平滑コ
ンデンサの端子電圧が速やかに低下するようにしたスイ
ッチング電源を提供することにある。
し、出力保持時間を長くできると共に通常動作時におけ
る電力損失を少なくでき、且つ交流入力遮断後は平滑コ
ンデンサの端子電圧が速やかに低下するようにしたスイ
ッチング電源を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記のような目的を達成できる本発明は、DC/DCコン
バータの入力回路にステップアップ・コンバータ（昇圧
型チョッパー回路）を組み込んだスイッチング電源であ
る。つまり交流入力を整流する整流ダイオードの出力側
に平滑コンデンサを設け、その平滑コンデンサとDC/DC
コンバータとの間にステップアップ・コンバータを設け
ると共に、それをバイパスするようにバイパス・ダイオ
ードを接続した構成になっている。ステップアップ・コ
ンバータは交流入力の遮断時にのみ平滑コンデンサの蓄
積エネルギーで動作し、昇圧して電力をDC/DCコンバー
タに供給する。
バータの入力回路にステップアップ・コンバータ（昇圧
型チョッパー回路）を組み込んだスイッチング電源であ
る。つまり交流入力を整流する整流ダイオードの出力側
に平滑コンデンサを設け、その平滑コンデンサとDC/DC
コンバータとの間にステップアップ・コンバータを設け
ると共に、それをバイパスするようにバイパス・ダイオ
ードを接続した構成になっている。ステップアップ・コ
ンバータは交流入力の遮断時にのみ平滑コンデンサの蓄
積エネルギーで動作し、昇圧して電力をDC/DCコンバー
タに供給する。
［作用］ 通常状態においては交流入力は整流ダイオードによっ
て整流され平滑コンデンサで平滑されて、バイパス・ダ
イオードを通ってDC/DCコンバータに供給される。そこ
で所定の電圧に定電圧制御し負荷を駆動する。
て整流され平滑コンデンサで平滑されて、バイパス・ダ
イオードを通ってDC/DCコンバータに供給される。そこ
で所定の電圧に定電圧制御し負荷を駆動する。
交流入力が遮断すると平滑コンデンサの端子電圧は徐
々に低下する。それがある一定の値以下に下がるとDC/D
Cコンバータは発振を停止してしまう。しかし本発明で
はそれよりやや高い電圧でステップアップ・コンバータ
が動作を開始する。従ってステップアップ・コンバータ
によって昇圧した出力がDC/DCコンバータに供給され
る。この動作は平滑コンデンサの蓄積エネルギーが無く
なるまで続く。そのためDC/DCコンバータは発振動作を
続け、スイッチング電源としての出力保持期間は長くな
る。
々に低下する。それがある一定の値以下に下がるとDC/D
Cコンバータは発振を停止してしまう。しかし本発明で
はそれよりやや高い電圧でステップアップ・コンバータ
が動作を開始する。従ってステップアップ・コンバータ
によって昇圧した出力がDC/DCコンバータに供給され
る。この動作は平滑コンデンサの蓄積エネルギーが無く
なるまで続く。そのためDC/DCコンバータは発振動作を
続け、スイッチング電源としての出力保持期間は長くな
る。
また平滑コンデンサの蓄積エネルギーはステップアッ
プ・コンバータ、DC−DCコンバータ及び負荷によって消
費されるため速く無くなる。つまり特に放電抵抗を挿入
しなくても、平滑コンデンサの端子電圧は十分小さくな
り、海外規格を満たすことができ安全性は高まる。
プ・コンバータ、DC−DCコンバータ及び負荷によって消
費されるため速く無くなる。つまり特に放電抵抗を挿入
しなくても、平滑コンデンサの端子電圧は十分小さくな
り、海外規格を満たすことができ安全性は高まる。
［実施例］ 第１図は本発明に係るスイッチング電源の一実施例を
示す回路図である。DC/DCコンバータ12はスイッチング
の電源の本体であり、それに入力する直流電圧を所望の
直流電圧に変換し安定化して出力する作用を果たす。本
発明では、このDC/DCコンバータ12は従来公知の任意の
回路構成であってよい。DC/DCコンバータ12の入力側は
交流入力を整流する整流ダイオード10とその出力側に設
けた平滑コンデンサC1を有する。ここでは整流ダイオー
ド10はダイオードブリッジで構成してある。
示す回路図である。DC/DCコンバータ12はスイッチング
の電源の本体であり、それに入力する直流電圧を所望の
直流電圧に変換し安定化して出力する作用を果たす。本
発明では、このDC/DCコンバータ12は従来公知の任意の
回路構成であってよい。DC/DCコンバータ12の入力側は
交流入力を整流する整流ダイオード10とその出力側に設
けた平滑コンデンサC1を有する。ここでは整流ダイオー
ド10はダイオードブリッジで構成してある。
さて本発明が従来技術と顕著に相違する点は、平滑コ
ンデンサC1とDC/DCコンバータ12の間にステップアップ
・コンバータ14を設けると共に、それをバイパスするバ
イパス・ダイオードD1を設けた点である。ステップアッ
プ・コンバータ14は昇圧型にチョッパー回路であり、バ
イパス・ダイオードD1は整流ダイオードの出力をDC/DC
コンバータ12に供給できるような向きに接続されてい
る。
ンデンサC1とDC/DCコンバータ12の間にステップアップ
・コンバータ14を設けると共に、それをバイパスするバ
イパス・ダイオードD1を設けた点である。ステップアッ
プ・コンバータ14は昇圧型にチョッパー回路であり、バ
イパス・ダイオードD1は整流ダイオードの出力をDC/DC
コンバータ12に供給できるような向きに接続されてい
る。
ステップアップ・コンバータ14は従来公知のものをそ
のまま利用できる。この実施例ではチョークコイルＬと
ダイオードD2を直列に接続して平滑コンデンサC1の一端
とDC/DCコンバータ12の一端との間に設け、チョークコ
イルＬとダイオードD2のアノードとの接続点とDC/DCコ
ンバータ12の他端との間にスイッチングトランジスタＱ
を設け、またダイオードD2のカソードとDC/DCコンバー
タ12の他端との間にコンデンサC2を接続している。そし
て出力電圧を検出しそれに応じてスイッチングトランジ
スタＱを制御する制御回路16を設けている。
のまま利用できる。この実施例ではチョークコイルＬと
ダイオードD2を直列に接続して平滑コンデンサC1の一端
とDC/DCコンバータ12の一端との間に設け、チョークコ
イルＬとダイオードD2のアノードとの接続点とDC/DCコ
ンバータ12の他端との間にスイッチングトランジスタＱ
を設け、またダイオードD2のカソードとDC/DCコンバー
タ12の他端との間にコンデンサC2を接続している。そし
て出力電圧を検出しそれに応じてスイッチングトランジ
スタＱを制御する制御回路16を設けている。
このステップアップ・コンバータ14は、スイッチング
トランジスタＱの導通時にインダクタンスＬに磁気的な
エネルギーを蓄積させておき、スイッチングトランジス
タＱが非導通となる期間に入力側及びインダクタンスＬ
のエネルギーうをダイオードD2を通してDC/DCコンバー
タ側に供給するものである。スイッチングトランジスタ
Ｑを導通させる時比率を変えることによってインダクタ
ンスＬに蓄えられるエネルギーが変わり、出力電圧を可
変できる。その調整を制御回路16によって行っている。
このステップアップ・コンバータ14は交流入力が供給さ
れている間は停止していて、平滑コンデンサC1の端子電
圧がある値まで低下したとき動作を開始する。
トランジスタＱの導通時にインダクタンスＬに磁気的な
エネルギーを蓄積させておき、スイッチングトランジス
タＱが非導通となる期間に入力側及びインダクタンスＬ
のエネルギーうをダイオードD2を通してDC/DCコンバー
タ側に供給するものである。スイッチングトランジスタ
Ｑを導通させる時比率を変えることによってインダクタ
ンスＬに蓄えられるエネルギーが変わり、出力電圧を可
変できる。その調整を制御回路16によって行っている。
このステップアップ・コンバータ14は交流入力が供給さ
れている間は停止していて、平滑コンデンサC1の端子電
圧がある値まで低下したとき動作を開始する。
さて交流入力が正常に供給されている間は、整流ダイ
オード10によって整流が行われ平滑コンデンサC1で平滑
化される。その電力はバイパス・ダイオードD1を通して
DC/DCコンバータ12に供給され、所定の出力電圧に安定
化制御されて負荷を駆動することになる。
オード10によって整流が行われ平滑コンデンサC1で平滑
化される。その電力はバイパス・ダイオードD1を通して
DC/DCコンバータ12に供給され、所定の出力電圧に安定
化制御されて負荷を駆動することになる。
交流入力が遮断した場合には第２図に示すように平滑
コンデンサC1の端子電圧Vc1は徐々に低下する。それが
ある電圧V2になるとステップアップ・コンバータ14が動
作する。これは制御回路16によってコンデンサC2の端子
電圧Vc2を監視することによってなされる。この電圧V2
はDC/DCコンバータ12がその発振動作を停止する電圧V1
よりも若干高く設定される（即ちV2＞V1）。ステップア
ップ・コンバータ14は平滑コンデンサC1に蓄積されてい
るエネルギーによって動作する。そのため平滑コンデン
サC1の端子電圧VC1は更に低下し続ける。しかしステッ
プアップ・コンバータ14によってその出力電圧VC2はV1
より高いある一定の電圧V2に保たれる。この動作は平滑
コンデンサC1に蓄積されているエネルギーがなくなるま
で続く。このため、その間、DC/DCコンバータ12は発振
動作を続け、その出力電圧V0は通常時と同じ値を維持す
る。なおバイパス・ダイオードD1はステップアップ・コ
ンバータ14の出力が入力側に逆流するのを防止する機能
を果たす。
コンデンサC1の端子電圧Vc1は徐々に低下する。それが
ある電圧V2になるとステップアップ・コンバータ14が動
作する。これは制御回路16によってコンデンサC2の端子
電圧Vc2を監視することによってなされる。この電圧V2
はDC/DCコンバータ12がその発振動作を停止する電圧V1
よりも若干高く設定される（即ちV2＞V1）。ステップア
ップ・コンバータ14は平滑コンデンサC1に蓄積されてい
るエネルギーによって動作する。そのため平滑コンデン
サC1の端子電圧VC1は更に低下し続ける。しかしステッ
プアップ・コンバータ14によってその出力電圧VC2はV1
より高いある一定の電圧V2に保たれる。この動作は平滑
コンデンサC1に蓄積されているエネルギーがなくなるま
で続く。このため、その間、DC/DCコンバータ12は発振
動作を続け、その出力電圧V0は通常時と同じ値を維持す
る。なおバイパス・ダイオードD1はステップアップ・コ
ンバータ14の出力が入力側に逆流するのを防止する機能
を果たす。
蓄積されていたエネルギーが無くなるとステップアッ
プ・コンバータ14は発振動作を停止し、その出力電圧V
C2は急激に低下する。出力電圧VC2がV1以下になるとDC/
DCコンバータ12はもはや発振動作を維持することができ
ず、その出力電圧V0も急激に低下することになる。
プ・コンバータ14は発振動作を停止し、その出力電圧V
C2は急激に低下する。出力電圧VC2がV1以下になるとDC/
DCコンバータ12はもはや発振動作を維持することができ
ず、その出力電圧V0も急激に低下することになる。
このようにして従来無駄になっていた平滑コンデンサ
C2のV1以下のエネルギーがステップアップ・コンバータ
14によりDC/DCコンバータ12の動作時間を長くするのに
利用され、全体としてスイッチング電源の出力保持時間
TH1が長くなる。また平滑コンデンサC1の蓄積エネルギ
ーが使用されるため、その端子電圧はすみやかに十分低
い状態になる。
C2のV1以下のエネルギーがステップアップ・コンバータ
14によりDC/DCコンバータ12の動作時間を長くするのに
利用され、全体としてスイッチング電源の出力保持時間
TH1が長くなる。また平滑コンデンサC1の蓄積エネルギ
ーが使用されるため、その端子電圧はすみやかに十分低
い状態になる。
［発明の効果］ 本発明は上記のようにスイッチング電源の整流平滑回
路とスイッチング電源本体であるDC/DCコンバータとの
間にステップアップ・コンバータを設けたから、交流入
力の遮断時にステップアップ・コンバータが動作してDC
/DCコンバータに適正な電圧の電力を一定時間供給する
ことができ、それによってスイッチング電源としての出
力保持時間を長くできる。
路とスイッチング電源本体であるDC/DCコンバータとの
間にステップアップ・コンバータを設けたから、交流入
力の遮断時にステップアップ・コンバータが動作してDC
/DCコンバータに適正な電圧の電力を一定時間供給する
ことができ、それによってスイッチング電源としての出
力保持時間を長くできる。
また本発明では交流入力の遮断時に平滑コンデンサに
蓄積されているエネルギーはステップアップ・コンバー
タを介してDC/DCコンバータに供給されるため、従来技
術のような放電抵抗を設ける必要がなく、平滑コンデン
サの蓄積エネルギーを各種安全規格で定められている期
間内に十分放電させることができる。更に放電抵抗を必
要とせず、通常動作時にはステップアップ・コンバータ
は動作せずバイパス・ダイオードを通してエネルギーが
供給されるため電力損失の問題も解決できる。
蓄積されているエネルギーはステップアップ・コンバー
タを介してDC/DCコンバータに供給されるため、従来技
術のような放電抵抗を設ける必要がなく、平滑コンデン
サの蓄積エネルギーを各種安全規格で定められている期
間内に十分放電させることができる。更に放電抵抗を必
要とせず、通常動作時にはステップアップ・コンバータ
は動作せずバイパス・ダイオードを通してエネルギーが
供給されるため電力損失の問題も解決できる。
第１図は本発明に係るスイッチング電源の一実施例を示
す回路図、第２図はその動作説明図、第３図は従来技術
の一例を示す回路図、第４図はその動作説明図である。 10……整流ダイオード、12……DC/DCコンバータ、14…
…ステップアップ・コンバータ、16……整流回路、C1…
…平滑コンデンサ、D1……バイパス・ダイオード。
す回路図、第２図はその動作説明図、第３図は従来技術
の一例を示す回路図、第４図はその動作説明図である。 10……整流ダイオード、12……DC/DCコンバータ、14…
…ステップアップ・コンバータ、16……整流回路、C1…
…平滑コンデンサ、D1……バイパス・ダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−135518（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−124415（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−33688（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 3/00 - 3/44
Claims (1)
- 【請求項１】交流入力を整流する整流ダイオードと、そ
の出力側に設けた平滑コンデンサと、該平滑コンデンサ
に接続したステップアップ・コンバータと、該ステップ
アップ・コンバータの出力側に設けたDC/DCコンバータ
と、ステップアップ・コンバータをバイパスするように
平滑コンデンサとDC/DCコンバータとの間に接続したバ
イパス・ダイオードとを具備し、前記ステップアップ・
コンバータはその出力電圧を検出してそれに応じてスイ
ッチングトランジスタを制御する方式であって、通常時
にはバイパス・ダイオードが導通してDC/DCコンバータ
に電力を供給し、交流入力の遮断時のみ平滑コンデンサ
の蓄積エネルギーによってその蓄積エネルギーが無くな
るまで前記ステップアップ・コンバータが動作してDC/D
Cコンバータに電力を供給しその分だけ出力保持時間を
延長するスイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1044391A JP2781977B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1044391A JP2781977B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | スイッチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228256A JPH02228256A (ja) | 1990-09-11 |
| JP2781977B2 true JP2781977B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=12690209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1044391A Expired - Fee Related JP2781977B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2781977B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| ITPR20040063A1 (it) | 2004-09-03 | 2004-12-03 | Biffi Italia | Alimentatore stabilizzato switching ad ampio campo di tensione per attuatori di valvole. |
| JP5693820B2 (ja) * | 2008-07-08 | 2015-04-01 | 富士電機株式会社 | 電源装置 |
| JP5563425B2 (ja) * | 2010-10-21 | 2014-07-30 | 富士通テレコムネットワークス株式会社 | 電源装置 |
| JP2013063003A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | ブースト回路とそれを備えるｄｃ−ｄｃコンバータ、電源装置及びブースト回路の動作方法 |
| JP6202043B2 (ja) * | 2015-05-12 | 2017-09-27 | コニカミノルタ株式会社 | 電源制御装置及び画像形成装置 |
| JP6611200B2 (ja) * | 2017-10-11 | 2019-11-27 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 通信装置および通信装置電源用コンデンサ異常検出方法 |
| CN114175485A (zh) * | 2019-07-30 | 2022-03-11 | 索尼互动娱乐股份有限公司 | 电子设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50135518A (ja) * | 1974-04-18 | 1975-10-27 |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP1044391A patent/JP2781977B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH02228256A (ja) | 1990-09-11 |
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