JPS63157672A - スイツチングレギユレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はリンギングチョークコンバータ方式のスイッ
チングレギュレータに関し、特に、交流入力電圧に対し
ての所定の比率で定められる検出電圧をもとに、その交
流入力電圧の電圧降下を検出できるスイッチングレギュ
レータに関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来のスイッチングレギュレータの回路図であ
り、この図において、１はダイオードブリッジ１１と平
滑コンデンサ１２とでなる整流平滑回路であり、突入電
流防止用抵抗１０を介して交流または直流が加えられる
入力端子に接続されている。直流入力の場合は、勿論こ
の整流平滑回路１は無くてもよい。トランス３の１次巻
線３１に直列にトランジスタ２が接続され、そのベース
は他の巻線３２に接続されており、交流入力を加えると
、まず起動抵抗２１を通じてベース電流が流れ、トラン
ジスタ２のコレクタ電流が流れ始める。巻線３１．３２
は図に示すような極性に巻いであるため、巻線３１に電
圧が発生するとともに巻線３２に電圧が発生してベース
電流が増加し、そのためコレクタ電流も増加するという
ように正帰還作用が起こって、トランジスタ２はオンす
る。

このとき２次巻線３３には電圧が発生するが、ダイオー
ド５１の向きが逆のため電流は流れない。

よって、トランジスタ２のコレクタ電流は、トランス３
のインダクタンス分によって直線的に増加する。そして
トランジスタ２のオンの後、コレクタ電流が飽和するの
でベース電流が減少し始め、その結果、コレクタ電流が
減少し、先のものとは逆の正帰還作用が起こり、トラン
ジスタ２はオフする。このときトランス３に蓄えられた
エネルギが放出され、ダイオード５１を通して電流が流
れ、コンデンサ５２により平滑されることになる。この
ようにしてブロッキング発振器が構成さ゛れて、トラン
ス３の２次巻線３３に接続された整流平滑回路５を通じ
て負荷へ向けて直流が供給される。

なお、２０はトランジスタ２のスパイク電圧を抑えるた
めのスパイク電圧保護回路であり、また２５は電流阻止
用コンデンサ２３とベース抵抗２４とにより構成される
微分回路であり、起動電流が巻線３２側へ流れることを
阻止するものである。ダイオード２２はトランジスタ２
の逆バイアス防止用である。

以上は基本動作であるが、この回路の出力電圧の安定化
は、巻線３２の電圧が入力電圧及び出力電圧に応じて変
化することを利用して、第１図に示すようなツェナダイ
オード４１、ダイオード４２、コンデンサ４３、抵抗４
４でなる制御回路４を接続して負帰還をかける方法が一
般的であった。すなわち、巻線３２の電圧をダイオード
４２で整流し、コンデンサ４３に蓄え、ツェナダイオー
ド４１が接続されているベースの電圧と比較するもので
ある。入力電圧が高くなるかまたは負荷が軽くなって出
力電圧が上昇すると巻線３２の電圧も上昇してツェナダ
イオード４１のアノードが負にバイアスされる。これが
ツェナ電圧を越えるとツェナ電流が流れるようになり、
トランジスタ２のベースに流れるべき電流がバイパスさ
れ、トランジスタ２のオン期間が短かくなり、出力電圧
が安定化される。

このように構成されるスイッチング・レギュレータの電
圧降下検出は、直流に安定化されたコンデンサ５２の両
端電圧、あるいはこれを更に安定化すべく接続されるシ
リーズレギュレータ６のコンデンサ６４の両端電圧を所
定の検出電圧と比較することで行っている。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このような所定の検出電圧と比較するこ
とで電圧降下を検出する従来技術のスイッチング・レギ
ュレータでは、例えば許容入力電圧がＡＣ９０ｖ−ＡＣ
２６０■であるような場合、定格ＡＣ１００Ｖで使用す
るときも、定格ＡＣ２００ｖで使用するときも、電圧降
下検出装置の検出する検出電圧は、入力換算で例えばＡ
Ｃ７０■と、同じ値となってしまうということになる。

これを換言すると、スイッチングレギュレータは、例え
ばＡＣ９０Ｖ−ＡＣ２６０Ｖ１．：対して、常にＤＣ１
２Ｖの安定化された直流電圧を出力する。この電圧がＤ
ＣＩＯＶになったとき異常と判断する場合に、従来の電
圧降下検出方法では、Ｄｃｉｏｖになるのは、入力換算
でＡＣ７０Ｖとすると、ＡＣｌｏｏＶの定格人力でＤＣ
１２Ｖを得るようにしているときでは、ＡＣ入力が７０
％に低下したときにその異常を知ることになるのに対し
て、ＡＣ２００Ｖの定格入力でＤＣ１２Ｖを得るように
しているときでは、ＡＣ入力が３．５％に低下したとき
にその異常を知ることになる。

このようなことが起ると、システム全体の電源としてＡ
Ｃ１００Ｖ系とＡＣ２００Ｖ系を用いる必要がある場合
においては、ある機器では、電圧降下を検出してバック
アップ態勢をとるのに対して、他の機器では、いまだ電
圧降下を検出せず、そのまま処理を実行してしまうとい
うような欠点がでてくる。

この発明は上記欠点を解消するためになされたもノテ、
ＡＣ１００Ｖ系およびＡＣ２０ＯＶ系の電源を必要とす
る機器のいずれに対する供給電圧の変動も、同等の割合
で正しく検出することができるスイッチングレギュレー
タを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかるスイッチングレギュレータは、トラン
スの２次巻線側に、第１の整流平滑回路に供給する電圧
の極性とは異る他の極性の電圧を、整流して取り出す第
２の整流平滑回路と、これの出力をさらに安定化する時
定数の大きいローパスフィルタとを設け、このローパス
フィルタおよび上記第２の整流回路の各出力をコンパレ
ータで比較するように構成したものである。

〔作用〕

この発明におけるコンパレータは、ローパスフィルタの
時定数の大きい出力と第２の整流平滑回路の出力とを比
較し、例えば第２の整流平滑回路の出力が上記ローパス
フィルタの出力を下廻ったとき、ＡＣ１００Ｖ系、ＡＣ
２０ＯＶ系のいずれの定格電圧電源に対しても７０％Ｇ
ご電圧降下したとして、電圧降下検出信号を出力するよ
うに作用する。

〔発明の実施例〕

以下に、この発明の実施例を図について説明する。第１
図において、７は２次巻線２３に接続された第２の整流
平滑回路で、ダイオード７１とコンデンサ７２とからな
る。この第２の整流平滑回路７はダイオード５１とコン
デンサ５２とからなる第１の整流平滑回路５に対応し、
互いに異った極性の電圧を整流および平滑する。８１．
８２は整流平滑回路７の出力電圧を分圧する分圧抵抗、
９はこの分圧抵抗８１．８２による分圧出力を安定化す
るローパスフィルタで、コンデンサ７２よりも容量の大
きいコンデンサ９１と抵抗９２とからなる。１００は上
記分圧出力とローパスフィルタ９の出力とを比較するコ
ンパレータである。

なお、このほかの第４図に示したものと同一の回路部分
には同一符号を付して、その重複する説明を省略する。

次に動作について説明する。

トランス３の１次巻線に接続されたトランジスタ２は、
既述の正帰還動作によるブロッキング発振により、第２
図（ａ）に示すようなのこぎり歯状のコレクタ電流を出
力し、このとき得られる２次巻線３３の電圧変化は、第
２図（ｂ）に示すように、ＯＶを基準レベルとして変化
する正負の電圧が得られる。すなわち、トランジスタ２
がオフしたときには、トランス３に蓄積されたエネルギ
ーはダイオード５を介して負荷側に放出される。これが
第２図（ｂ）の電圧Ｐで示した部分である。従来技術で
前述したように、電圧Ｐのレベル２ａは、トランス３の
１次巻線３２にフィ→ドパツクされて、トランジスタ２
のオン時間を制御し、これにより電圧Ｐの電圧レベルｌ
ａが安定化される。

一方、スイッチングレギュレータの動°作原理からよく
知られているように電圧Ｑのレベル！ｂは゛安定化され
ることはなく、入力電圧の変動に比例して変動すること
になる。本発明は、この電圧Ｑのレベルを利用するもの
である。

すなわち、この発明では、電圧Ｑをとり出すために、第
１図に示すようにコンデンサ７２とダイオード７１を新
たに接続し、電圧Ｑのレベルをこのコンデンサ７２で平
滑化して、入力端子に比例する直流電圧を得るとともに
、コンデンサ９１よりなる大きな時定数を有するローパ
スフィルタ９で、この電圧に比例する電圧をさらに安定
化し、この２つの電圧レベルをコンパレータ１００で比
較する。

第３図はコンパレータ１００の入力点Ｒ，Ｓ点における
電圧特性を示すものであり、上記回路により、交流入力
電圧が落ちると、コンデンサ７２の容量が小さいことか
ら、Ｒ点の電圧は直ちに落ち始めるが、８点の電圧はコ
ンデンサ９１があるため比較的ゆっくり落ち始め、この
結果、第３図に示すように、コンパレータ１００の入力
の大きさが反転し、この反転点から電圧降下を知ること
ができる。

そして、入力点Ｒ，Ｓの電圧レベルをそれぞれ２、．２
．とすると、抵抗８１，８２．９２の値を選択すること
により、ｉ、、　／ｆ、を決定できるので、交流入力電
圧がＡＣ１００Ｖ系、ＡＣ２００■系などの異った電源
のいずれから得る場合でも、例えば、これらの各電圧の
７０％に達する電圧降下を確実に検出できることができ
る。

なお、上記交流入力がＡＣ１００Ｖ系、　ＡＣ２０ＯＶ
系の２つしかないようなときには、この選択された状態
を予めコントローラに記憶させ、そのコントローラにコ
ンデンサ７２にチャージされる電圧に関する値を入力さ
せて、ＡＣ１００Ｖ系あるいはＡＣ２０ＯＶ系に応じた
基準値と比較するようにすれば、同様に、１００ｖでも
２００Ｖでもその７０％で電圧降下を検出できることに
なる。

このように、トランス３の２次巻線３３に得られる交番
電圧のうち、電圧安定化に従来は関与していなかった掻
性の電圧レベルが、−次側の交流入力電圧レベルに比例
することに着目して、この電圧レベルを検出することに
より、交流入力電圧の降下や停電を確実に検出すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、トランスの２次巻線
側に第２の整流平滑回路およびローパスフィルタを設け
、これらの各出力電圧をコンパレータにより比較するよ
うに構成したので、ＡＣ１００Ｖ系、ＡＣ２００Ｖ系、
あるいはこれら以外の電圧系統の電圧変動に対して、予
め定めた一定割合（例えば、７０％）での電圧変動を正
確に検出できるほか、その回路も簡単かつ安価に構成で
きるところから、実用上極めて有益となるものが得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスイッチングレギュ
レータの回路図、第２図は第１図の回路各部の電流およ
び電圧の波形図、第３図は同じくコンパレータの入力電
圧特性図、第４図は従来のスイッチングレギュレータの
回路図である。 ２はトランジスタ、３はトランス、５は第１の整流平滑
回路、７は第２の整流平滑回路、９はローパスフィルタ
、１００はコンパレータ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トランスの１次巻線にトランジスタを直列接続し、上記
   トランスの他の巻線に上記トランジスタのベースを接続
   して正帰還回路を形成することによリブロッキング発振
   器を構成し、上記トランスの２次巻線に、正負いずれか
   一方の極性の電圧を取り出す第１の整流平滑回路を接続
   したスイッチングレギュレータにおいて、上記トランス
   の２次巻線に他方の極性の電圧を取り出す第２の整流平
   滑回路を接続し、この第２の整流平滑回路にこれの出力
   を安定化する時定数の大きいローパスフィルタを接続し
   、このローパスフィルタおよび上記第２の整流平滑回路
   の各出力レベルをコンパレータで比較するようにしたこ
   とを特徴とするスイッチングレギュレータ。