JP3203922B2 - 直流電源装置 - Google Patents
直流電源装置Info
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Description
して利用される直流電源装置に関する。
いスイッチング電源装置に置き換わりつつある。しか
し、多出力直流電源装置の基本出力回路は安定化されて
いるが、他の出力は十分安定化されないため、ドロッパ
回路を必要とするが電力の損失が大きい。
すように構成して上記問題を解決している。以下、その
構成について説明する。
ッチング素子2とスイッチングトランス3の1次巻線N
1の直列回路を接続し、スイッチングトランス3の2次
巻線N2にダイオード4とコンデンサ5で構成した整流
平滑回路6を接続している。スイッチングトランス3の
3次巻線N3に補助出力回路7を接続しており、この補
助出力回路7は、ダイオード8とコンデンサ9と第2の
スイッチング素子10とからなる整流平滑回路11と、
この整流平滑回路11に接続した基準電圧源12と誤差
増幅器13と充放電コンデンサ14とからなる充電回路
15と、充放電コンデンサ14に接続したスイッチング
トランス3の3次巻線N3と抵抗16からなる放電回路
17と、充放電コンデンサ14の両端電圧によって第2
のスイッチング素子10を駆動する補助回路18aとで
構成している。整流平滑回路6に基準電圧源19と誤差
増幅器20とからなる電圧検出回路21を接続し、この
電圧検出回路21の出力により駆動回路18bを介して
第1のスイッチング素子2を制御するようにし、基本出
力回路22を構成している。基本出力回路22と補助出
力回路7にそれぞれ負荷23,24を接続し、負荷24
にかかる電圧は、負荷23にかかる電圧のスイッチング
トランス3の巻線比(N3/N2)倍より低く設定して
いる。
のスイッチング素子2がオンの時、スイッチトランス3
に電力が蓄えられ、また、充放電コンデンサ14はダイ
オード25と抵抗16を通じて放電され、第2のスイッ
チング素子10はオンとなり、第1のスイッチング素子
2がオフになると、スイッチングトランス3の2次巻線
N2の巻線電圧は負荷23にかかる電圧より低いため、
ダイオード4は非導通状態となり、スイッチングトラン
ス3に蓄えられた電力はコンデンサ9で平滑されて負荷
24に供給される。また、充放電コンデンサ14は、誤
差増幅器13より抵抗26を通じて充電され、駆動回路
18aによって第2のスイッチング素子10はオフとな
り、スイッチングトランス3に蓄えられた電力はコンデ
ンサ15で平滑され、負荷23に供給されてスイッチン
グトランス3に蓄えられた電力がなくなると、第1のス
イッチング素子2がオンとなり、同様の動作を繰り返
す。
がら詳細に説明すると、図4(a)において、破線aは
負荷23が大きい場合のスイッチングトランス3の3次
巻線N3の電圧を示し、実線bは負荷23が小さい場合
のスイッチングトランス3の3次巻線N3の電圧を示し
ており、第1のスイッチング素子2のオン期間をそれぞ
れt1,t2とする。図4(b)は充放電コンデンサ14
の端子電圧を示しており、第1のスイッチング素子2が
オンしている期間は、ダイオード25がオンして抵抗1
6を介して充放電コンデンサ14が放電される。ここ
で、負荷23が変化すると、第1のスイッチング素子2
のオン期間が図4(a)の破線と実線のように変化した
場合、充放電コンデンサ14の放電電圧が図4(b)に
示すように大きく上下する。その状態から、つぎに充放
電コンデンサ14への充電が開始される(第1のスイッ
チング素子2がオフし、ダイオード25もオフした状
態)と、負荷23が急速に増加した場合、図4(b)の
一点鎖線cで示す充電特性をとる。これは、負荷24が
変化しなければ負荷24の端子電圧も同様であり、誤差
増幅器13の出力も同じであるから抵抗26を介して充
電されるためである。その結果、第2のスイッチング素
子10の駆動信号は、図4(c)に示すように、本来の
信号dより広くなる。そして、コンデンサ9と負荷24
への電流が図4(d)の一点鎖線cで示すように過充電
となる。そこで、つぎの周期では、この状態を補正制御
するために、図4(d)のdより短くなり、制御系の安
定性が悪い。そこで、誤差増幅器13の入力端子と出力
端子間に抵抗27とコンデンサ28を接続して補助出力
回路7の動作を安定させ、誤差増幅器20の入力端子と
出力端子間に抵抗29とコンデンサ30を接続して基本
出力回路22の動作を安定させる。
に近いとき、充放電コンデンサ14への充放電電流が図
4(b)の二点鎖線eに示すように少なくなると、第2
のスイッチング素子10への駆動信号が図4(c)に示
すように遅れるため、図4(a)に示すように、第1の
スイッチング素子2がオフになった直後にパルス状の電
圧が発生してノイズが発生する。
により第2のスイッチング素子10のオン,オフによっ
て一定に保たれる。負荷24にかかる出力電圧は、検出
電圧と基準電圧源19と比較し、増幅して駆動回路18
bに帰還された信号によって、第1のスイッチング素子
2のオン期間を制御して常に一定に保たれる。
流電源装置では、基本出力回路22の負荷23が変動し
た時に、補助出力回路7の充放電コンデンサ14に影響
を与える。その影響を低減するために、誤差増幅器1
3,20の入力端子と出力端子間にそれぞれコンデンサ
と抵抗が必要となり、また、各出力電圧のリップル電圧
が大きくなるとともに負荷変動に対する応答が悪くなる
という問題があり、また、負荷24が少ないときにノイ
ズが大きくなる欠点があった。
定で安価、そしてノイズの少ない直流電源装置を提供す
ることを目的としている。
するために、直流電源と第1のスイッチング素子との直
列回路を1次巻線に接続したスイッチングトランスと、
前記スイッチングトランスの2次巻線に接続した第1の
整流平滑回路の出力電圧を検出して前記第1のスイッチ
ング素子を制御するように構成した基本出力回路と、前
記スイッチングトランスの2次巻線または他の巻線に1
個以上接続した補助出力回路とを備え、前記補助出力回
路は、ダイオードとコンデンサと第2のスイッチング素
子とからなる第2の整流平滑回路と、前記整流平滑回路
に接続されるとともに、基準電圧源と誤差増幅器と充放
電コンデンサとからなる充放電回路と、前記スイッチン
グトランスの出力電圧から前記第1のスイッチング素子
が導通している期間を検出するタイミング検出回路と、
前記タイミング検出回路の出力で前記充放電コンデンサ
を放電する第3のスイッチング素子と、前記充放電コン
デンサの両端電圧により前記第2のスイッチング素子を
駆動する駆動回路とで構成したことを課題解決手段とし
ている。
力回路の負荷が変動したときにも補助出力回路の制御を
行なう充放電コンデンサに影響を与えることがなく、そ
の結果、誤差増幅器の入力端子と出力端子間にコンデン
サと抵抗が不要となり、各出力電圧のリップル電圧が小
さくなるとともに負荷変動に対する応答が良くなる。ま
た、補助出力回路の負荷が少ないときにもノイズが出な
い安定した損失の少ない安価な制御が可能となる。
ら説明する。なお、上記従来例と同じ構成のものは同一
符号を付して説明を省略する。
流平滑回路11と、基準電圧源12とトランジスタ3
2,33からなる誤差増幅器34と充放電コンデンサ1
4とで構成した充電回路35と、スイッチングトランス
3の3次巻線N3の電圧を抵抗36,37で介在し、コ
ンデンサ38を介して直流分をカットして抵抗39,4
0にバイアス電圧を与え、インバータ41と抵抗42と
ダイオード43によって第1のスイッチング素子2のオ
ン期間を検出するタイミング検出回路44と、このタイ
ミング検出回路44の出力で抵抗45を通してオンさせ
充放電コンデンサ14を放電させる第3のスイッチング
素子46と、トランジスタ47,48,49を有し、充
放電コンデンサ14の両端電圧により第2のスイッチン
グ素子10を駆動する駆動回路50とで構成している。
ランス3の2次巻線N2に接続してもよく、2個以上設
けてもよい。また、負荷24にかかる電圧は、負荷23
にかかる電圧のスイッチングトランス3の巻線比(N3
/N2)倍より低く設定している。これは、補助出力回
路31のダイオード8、第2のスイッチング素子10が
オンしている期間は、基本出力回路22のスイッチング
トランス3の2次巻線N2の電圧が低いので、ダイオー
ド4をオフするためである。
参照しながら動作を説明すると、第1のスイッチング素
子2がオンのとき、スイッチングトランス3に電力が蓄
えられる。そのとき、図2(a)に示すようなスイッチ
ングトランス3の3次巻線N3の電圧を抵抗36,37
で介在し、コンデンサ38を介して直流分をカットし、
抵抗39,40でバイアス電圧を与えると、インバータ
41の出力は逆極性の電圧が現れ、抵抗42とダイオー
ド43によってインバータ41の入力に帰還すると、図
2(b)に示すように、第1のスイッチング素子2のオ
ン期間のみを検出できる。ここで、図2の破線aは負荷
23が大きい場合を示し、実線bは負荷23が小さい場
合を示しており、第1のスイッチング素子2のオン期間
をそれぞれt1,t2とする。そして、インバータ41の
出力を抵抗45を介して第3のスイッチング素子46に
加え、図2(c)に示すように、オンさせることにより
充放電コンデンサ14を放電する。その後、充放電コン
デンサ14への充電となり、第3のスイッチング素子4
6がオフし、基準電圧源12に比べて負荷24の電圧が
上昇するまで、トランジスタ32,33で構成する誤差
増幅器34から図2(c)の充電期間t3の間、充放電
コンデンサ14へ充電電流が流れる。ここで、負荷23
が大きい場合と小さい場合とで、充放電コンデンサ14
の充電期間t 3は全く影響を受けない。これは、充放電
コンデンサ14が第3のスイッチング素子46によって
常に一定電圧まで放電されるためである。
変しても補助出力回路31に影響しないのであり、電源
回路全体が安定に動作する。その結果、誤差増幅器2
0,34のフィルターが不要となり、リップル電圧が小
さく、かつ負荷変動に対する応答がはやくなる。
電圧によって、トランジスタ47をスイッチングし、抵
抗51,52とトランジスタ48,49で第2のスイッ
チング素子10を図2(d)に示すような駆動信号で駆
動する。そして、第1のスイッチング素子2がオフとな
り、第2のスイッチング素子10がオンで、ダイオード
8もオンになる。スイッチングトランス3の2次巻線N
2の電圧は、負荷23にかかる電圧より低いため、ダイ
オード4は非導通となり、スイッチングトランス3に蓄
えられた電力は、図2(e)に示すように、第2のスイ
ッチング素子10とダイオード8がオンであり、コンデ
ンサ9で平滑されて負荷24に供給される。負荷24の
電圧が上昇し、充放電コンデンサ14への充電が終わる
と、第2のスイッチング素子10はオフとなり、スイッ
チングトランス3に蓄えられた電力がなくなると第1の
スイッチング素子(2)がオンとなり、同様の動作を繰
り返す。
により第2のスイッチング素子10のオン,オフによっ
て一定に保たれる。負荷23にかかる出力電圧は、検出
電圧と基準電圧源19と比較し、増幅して駆動回路18
bに帰還された信号によって第1のスイッチング素子2
のオン期間を制御し、常に一定に保たれる。
によれば、第1のスイッチング素子が導通している期間
を検出するタイミング検出回路の出力で充放電コンデン
サを放電する第3のスイッチング素子を設けたので、基
本出力回路の負荷が変動したときにも補助出力回路の制
御を行なう充放電コンデンサに影響を与えることがな
く、その結果、誤差増幅器の入力端子と出力端子間にコ
ンデンサと抵抗が不要となり、各出力電圧のリップル電
圧が小さくなるとともに負荷変動に対する応答が良くな
り、さらに、補助出力回路の負荷が少ないときにもノイ
ズが少なく、損失の少ない安定した安価な直流電源装置
が得られる。
ャート
ト
Claims (1)
- 【請求項1】 直流電源と第1のスイッチング素子との
直列回路を1次巻線に接続したスイッチングトランス
と、前記スイッチングトランスの2次巻線に接続した第
1の整流平滑回路の出力電圧を検出して前記第1のスイ
ッチング素子を制御するように構成した基本出力回路
と、前記スイッチングトランスの2次巻線または他の巻
線に1個以上接続した補助出力回路とを備え、前記補助
出力回路は、ダイオードとコンデンサと第2のスイッチ
ング素子とからなる第2の整流平滑回路と、前記整流平
滑回路に接続されるとともに、基準電圧源と誤差増幅器
と充放電コンデンサとからなる充放電回路と、前記スイ
ッチングトランスの出力電圧から前記第1のスイッチン
グ素子が導通している期間を検出するタイミング検出回
路と、前記タイミング検出回路の出力で前記充放電コン
デンサを放電する第3のスイッチング素子と、前記充放
電コンデンサの両端電圧により前記第2のスイッチング
素子を駆動する駆動回路とで構成した直流電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33613293A JP3203922B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 直流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33613293A JP3203922B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 直流電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07194115A JPH07194115A (ja) | 1995-07-28 |
JP3203922B2 true JP3203922B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=18296033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33613293A Expired - Fee Related JP3203922B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 直流電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3203922B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4816908B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2011-11-16 | サンケン電気株式会社 | 多出力スイッチング電源装置 |
JP5353374B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-11-27 | パナソニック株式会社 | 時分割制御電源 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33613293A patent/JP3203922B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH07194115A (ja) | 1995-07-28 |
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