JP2000324814A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JP2000324814A JP2000324814A JP11127449A JP12744999A JP2000324814A JP 2000324814 A JP2000324814 A JP 2000324814A JP 11127449 A JP11127449 A JP 11127449A JP 12744999 A JP12744999 A JP 12744999A JP 2000324814 A JP2000324814 A JP 2000324814A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部要因の変化に対して安定度が高い出力電
圧が複数得られるマルチ出力型のスイッチング電源装置
を得る。 【解決手段】 出力コンデンサＣ２と第２の出力端子３
との間に補助スイッチングトランジスタＱ２と、チョー
クコイルＬ２、転流ダイオードＤ２およびコンデンサ３
からなる平滑回路を接続する。補助スイッチングトラン
ジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ３とコンデンサＣ４の並列
回路を介してチョークコイルＬ１の一端に接続する。ま
た、補助スイッチングトランジスタＱ２のベースはコン
デンサＣ５を介して制御トランジスタＱ３の主電流路に
接続する。制御トランジスタＱ３の主電流路に対して並
列にダイオードＤ３を接続し、制御トランジスタＱ３の
ベースと第２の出力端子３との間に定電圧ダイオードＤ
Ｚ１を接続する。
圧が複数得られるマルチ出力型のスイッチング電源装置
を得る。 【解決手段】 出力コンデンサＣ２と第２の出力端子３
との間に補助スイッチングトランジスタＱ２と、チョー
クコイルＬ２、転流ダイオードＤ２およびコンデンサ３
からなる平滑回路を接続する。補助スイッチングトラン
ジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ３とコンデンサＣ４の並列
回路を介してチョークコイルＬ１の一端に接続する。ま
た、補助スイッチングトランジスタＱ２のベースはコン
デンサＣ５を介して制御トランジスタＱ３の主電流路に
接続する。制御トランジスタＱ３の主電流路に対して並
列にダイオードＤ３を接続し、制御トランジスタＱ３の
ベースと第２の出力端子３との間に定電圧ダイオードＤ
Ｚ１を接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の出力電圧を
得るためのスイッチング電源装置において、主スイッチ
ング素子を含む制御系のフィードバック制御動作によっ
て電圧の安定化が直接には行われない出力電圧を安定化
させるための技術に関する。
得るためのスイッチング電源装置において、主スイッチ
ング素子を含む制御系のフィードバック制御動作によっ
て電圧の安定化が直接には行われない出力電圧を安定化
させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器はその内部に数多くの機
能回路や装置を備え、これら機能回路や装置に供給すべ
き駆動電圧が２以上の種類（電圧値）となることは当然
のようになった。例えば、電圧値の異なる複数の電圧を
得るには、その電圧の必要数だけの電源回路を備えた電
源装置を使用することも考えられる。しかし、電源回路
の数が多くなるとコストは上昇し、形状も大きくなると
いった問題がある。このため、電子機器に内蔵する電源
装置には、一つの電源から電圧値の異なる複数の出力電
圧が得られるマルチ出力型のスイッチング電源装置が要
求されることが多い。このようなマルチ出力型のスイッ
チング電源装置の一例として、従来においては図３に示
すような構成のスイッチング電源装置が存在した。
能回路や装置を備え、これら機能回路や装置に供給すべ
き駆動電圧が２以上の種類（電圧値）となることは当然
のようになった。例えば、電圧値の異なる複数の電圧を
得るには、その電圧の必要数だけの電源回路を備えた電
源装置を使用することも考えられる。しかし、電源回路
の数が多くなるとコストは上昇し、形状も大きくなると
いった問題がある。このため、電子機器に内蔵する電源
装置には、一つの電源から電圧値の異なる複数の出力電
圧が得られるマルチ出力型のスイッチング電源装置が要
求されることが多い。このようなマルチ出力型のスイッ
チング電源装置の一例として、従来においては図３に示
すような構成のスイッチング電源装置が存在した。
【０００３】図３に示す回路は、先ず、高電位側の入力
端子１とアースとの間にトランスＴ１の１次巻線Ｎ１と
主スイッチングトランジスタＱ１の主電流路を直列に接
続し、主スイッチングトランジスタＱ１のベースに制御
回路４を接続する。なお、アースは図３に示す回路の基
準電位点であり、低電位側の入力端子および低電位側の
各出力端子は図示を省略してあるがアースに接続されて
いるものとする。トランスＴ１の２次巻線Ｎ２の一端ａ
はダイオードＤ１を介して高電位側の第１の出力端子２
に接続し、その出力端子２とアースとの間にコンデンサ
Ｃ２を接続し、このダイオードＤ１と出力コンデンサＣ
２により電源装置の第１の出力回路５ｂを形成する。
端子１とアースとの間にトランスＴ１の１次巻線Ｎ１と
主スイッチングトランジスタＱ１の主電流路を直列に接
続し、主スイッチングトランジスタＱ１のベースに制御
回路４を接続する。なお、アースは図３に示す回路の基
準電位点であり、低電位側の入力端子および低電位側の
各出力端子は図示を省略してあるがアースに接続されて
いるものとする。トランスＴ１の２次巻線Ｎ２の一端ａ
はダイオードＤ１を介して高電位側の第１の出力端子２
に接続し、その出力端子２とアースとの間にコンデンサ
Ｃ２を接続し、このダイオードＤ１と出力コンデンサＣ
２により電源装置の第１の出力回路５ｂを形成する。
【０００４】また、２次巻線Ｎ２のタップＣＴはダイオ
ードＤ４を介して高電位側の第２の出力端子３に接続
し、その出力端子３とアースとの間にコンデンサＣ６を
接続し、このダイオードＤ４とコンデンサＣ６により電
源装置の第２の出力回路６ｂを形成する。なお２次巻線
Ｎ２の他端ｂはアースに接続する。そして、入力端子１
とアースとの間にはフィルタ用のコンデンサＣ１を接続
する。出力端子２とアースとの間には出力電圧検出用の
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の直列回路を接続し、抵抗Ｒ１とＲ
２の接続点に現れた電圧を制御回路４に入力する、回路
構成としている。
ードＤ４を介して高電位側の第２の出力端子３に接続
し、その出力端子３とアースとの間にコンデンサＣ６を
接続し、このダイオードＤ４とコンデンサＣ６により電
源装置の第２の出力回路６ｂを形成する。なお２次巻線
Ｎ２の他端ｂはアースに接続する。そして、入力端子１
とアースとの間にはフィルタ用のコンデンサＣ１を接続
する。出力端子２とアースとの間には出力電圧検出用の
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の直列回路を接続し、抵抗Ｒ１とＲ
２の接続点に現れた電圧を制御回路４に入力する、回路
構成としている。
【０００５】このような構成とした図３の回路では、制
御回路４が出力する駆動信号に従ってスイッチングトラ
ンジスタＱ１がオン、オフ動作を繰り返す。すると、ス
イッチングトランジスタＱ１の動作に伴ってトランスＴ
１の２次巻線Ｎ２に交番電圧が発生する。ここで、２次
巻線Ｎ２の一端ａと他端ｂの間に現れた交番電圧は第１
の出力回路５ｂにおいて整流、平滑され、これにより、
第１の出力端子２の位置に第１の出力電圧ＶＯ１が出現
する。また、２次巻線Ｎ２のタップＣＴと他端ｂの間に
現れた交番電圧は第２の出力回路６ｂにおいて整流、平
滑され、これにより、第２の出力端子３の位置に第２の
出力電圧ＶＯ２が出現する。
御回路４が出力する駆動信号に従ってスイッチングトラ
ンジスタＱ１がオン、オフ動作を繰り返す。すると、ス
イッチングトランジスタＱ１の動作に伴ってトランスＴ
１の２次巻線Ｎ２に交番電圧が発生する。ここで、２次
巻線Ｎ２の一端ａと他端ｂの間に現れた交番電圧は第１
の出力回路５ｂにおいて整流、平滑され、これにより、
第１の出力端子２の位置に第１の出力電圧ＶＯ１が出現
する。また、２次巻線Ｎ２のタップＣＴと他端ｂの間に
現れた交番電圧は第２の出力回路６ｂにおいて整流、平
滑され、これにより、第２の出力端子３の位置に第２の
出力電圧ＶＯ２が出現する。
【０００６】ところで、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に現れ
る電圧信号は第１の出力端子２に出現した第１の出力電
圧ＶＯ１の電圧値に応じた大きさとなる。何らかの理由
によって第１の出力電圧ＶＯ１が所定の値から変動した
場合、制御回路４は抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に現れた電
圧信号に応じて駆動信号のパルス幅を変化させ、スイッ
チングトランジスタＱ１のオン、オフ期間の比率、すな
わちオンディーティを変化させる。スイッチングトラン
ジスタＱ１のオンデューティが変化すると１次巻線Ｎ１
を通過する電流の単位時間当たりの流量が変化し、トラ
ンスＴ１の１次側から２次側へ伝達されるエネルギー量
が変化する。すると第１の出力電圧ＶＯ １は、変化した
伝達エネルギー量に応じてその電圧値を元の所定の電圧
値に復元するような作用を受ける。
る電圧信号は第１の出力端子２に出現した第１の出力電
圧ＶＯ１の電圧値に応じた大きさとなる。何らかの理由
によって第１の出力電圧ＶＯ１が所定の値から変動した
場合、制御回路４は抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に現れた電
圧信号に応じて駆動信号のパルス幅を変化させ、スイッ
チングトランジスタＱ１のオン、オフ期間の比率、すな
わちオンディーティを変化させる。スイッチングトラン
ジスタＱ１のオンデューティが変化すると１次巻線Ｎ１
を通過する電流の単位時間当たりの流量が変化し、トラ
ンスＴ１の１次側から２次側へ伝達されるエネルギー量
が変化する。すると第１の出力電圧ＶＯ １は、変化した
伝達エネルギー量に応じてその電圧値を元の所定の電圧
値に復元するような作用を受ける。
【０００７】以上のような出力電圧の大きさに基づくス
イッチング動作の制御、いわゆるフィードバック制御に
よって、図３に示す回路の第１の出力電圧ＶＯ１は所定
の値に安定化される。なお、第２の出力電圧ＶＯ２につ
いては、第１の出力電圧ＶＯ１の電圧値がほぼ一定の値
で安定していれば、外部要因、すなわち各出力端子にそ
れぞれ接続された外部負荷の状態や入力電圧ＶＩＮが変
化しない限り、その電圧値はほぼ一定の値で安定するこ
とになる。
イッチング動作の制御、いわゆるフィードバック制御に
よって、図３に示す回路の第１の出力電圧ＶＯ１は所定
の値に安定化される。なお、第２の出力電圧ＶＯ２につ
いては、第１の出力電圧ＶＯ１の電圧値がほぼ一定の値
で安定していれば、外部要因、すなわち各出力端子にそ
れぞれ接続された外部負荷の状態や入力電圧ＶＩＮが変
化しない限り、その電圧値はほぼ一定の値で安定するこ
とになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図３に示す回路で、出
力端子２または３に接続された外部負荷の状態、あるい
は入力電圧ＶＩＮなどが変化した時、第１の出力電圧Ｖ
Ｏ１については先のフィードバック制御動作によって安
定化されているため、電圧値の変動はほとんど起こらな
い。しかし第２の出力電圧ＶＯ２については、仮令、第
１の出力電圧ＶＯ １の電圧値が安定していても、様々な
外部要因の変化によって電圧値が変動してしまう。これ
は、電源回路を構成するトランスＴ１の各巻線間の磁気
的結合が完全（結合係数が１．０）ではないこと、各巻
線に存在する電気抵抗とそこを流れる電流によって電圧
降下を生じること等が原因と考えられている。
力端子２または３に接続された外部負荷の状態、あるい
は入力電圧ＶＩＮなどが変化した時、第１の出力電圧Ｖ
Ｏ１については先のフィードバック制御動作によって安
定化されているため、電圧値の変動はほとんど起こらな
い。しかし第２の出力電圧ＶＯ２については、仮令、第
１の出力電圧ＶＯ １の電圧値が安定していても、様々な
外部要因の変化によって電圧値が変動してしまう。これ
は、電源回路を構成するトランスＴ１の各巻線間の磁気
的結合が完全（結合係数が１．０）ではないこと、各巻
線に存在する電気抵抗とそこを流れる電流によって電圧
降下を生じること等が原因と考えられている。
【０００９】そのため、図３に示す回路構成としたスイ
ッチング電源装置は、入力電圧ＶＩ Ｎや外部負荷の状態
が大きく変化するような場合、第２の出力電圧ＶＯ２の
電圧値に高い安定度は望めない、換言すると、フィード
バック制御が作用する第１の出力電圧ＶＯ１の一つしか
安定度の高い電圧が得られないとの問題があった。そこ
で本発明は、外部要因の変化に対して安定度が高い出力
電圧が複数得られるスイッチング電源装置を得ることを
目的とする。
ッチング電源装置は、入力電圧ＶＩ Ｎや外部負荷の状態
が大きく変化するような場合、第２の出力電圧ＶＯ２の
電圧値に高い安定度は望めない、換言すると、フィード
バック制御が作用する第１の出力電圧ＶＯ１の一つしか
安定度の高い電圧が得られないとの問題があった。そこ
で本発明は、外部要因の変化に対して安定度が高い出力
電圧が複数得られるスイッチング電源装置を得ることを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるスイッチン
グ電源装置は、主スイッチング素子のオン、オフ動作に
伴ってインダクタンス部品の所定の巻線端に現れた電圧
から少なくとも一つの出力電圧を得るスイッチング電源
装置において、主電流路の一端が直流電圧が得られる回
路位置に接続され、その制御端子にはインダクタンス部
品の所定の巻線位置に現れた電圧による同期駆動信号が
供給される補助スイッチング素子と、補助スイッチング
素子の主電流路の他端と電源出力端子との間に接続され
た平滑回路と、その主電流路がコンデンサを介して補助
スイッチング素子の制御端子に接続され、電源出力端子
に現れた出力電圧に応じて動作する制御トランジスタと
を具備することを特徴とする。
グ電源装置は、主スイッチング素子のオン、オフ動作に
伴ってインダクタンス部品の所定の巻線端に現れた電圧
から少なくとも一つの出力電圧を得るスイッチング電源
装置において、主電流路の一端が直流電圧が得られる回
路位置に接続され、その制御端子にはインダクタンス部
品の所定の巻線位置に現れた電圧による同期駆動信号が
供給される補助スイッチング素子と、補助スイッチング
素子の主電流路の他端と電源出力端子との間に接続され
た平滑回路と、その主電流路がコンデンサを介して補助
スイッチング素子の制御端子に接続され、電源出力端子
に現れた出力電圧に応じて動作する制御トランジスタと
を具備することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】主スイッチング素子、インダクタ
ンス部品、ダイオードおよび出力コンデンサを相互に接
続して電源回路を構成する。さらに当該電源回路に制御
回路等を組み込み、出力コンデンサの端子間電圧を安定
化するためのにフィードバック制御系を形成しておく。
安定化された直流電圧が得られる出力コンデンサの一端
と所定の電源出力端子との間に補助スイッチング素子と
平滑回路を接続する。補助スイッチング素子の制御端子
はインピーダンス回路を介してインダクタンス部品の所
定の巻線位置に接続し、補助スイッチング素子に同期駆
動信号を供給する。補助スイッチング素子の制御端子と
基準電位点との間にコンデンサと制御トランジスタの主
電流路を直列に接続する。制御トランジスタの制御端子
は定電圧素子を介して電源出力端子に接続し、制御トラ
ンジスタを出力電圧に応じて動作させる。制御トランジ
スタの主電流路に対してダイオードを並列に接続し、コ
ンデンサの放電路を確保する。
ンス部品、ダイオードおよび出力コンデンサを相互に接
続して電源回路を構成する。さらに当該電源回路に制御
回路等を組み込み、出力コンデンサの端子間電圧を安定
化するためのにフィードバック制御系を形成しておく。
安定化された直流電圧が得られる出力コンデンサの一端
と所定の電源出力端子との間に補助スイッチング素子と
平滑回路を接続する。補助スイッチング素子の制御端子
はインピーダンス回路を介してインダクタンス部品の所
定の巻線位置に接続し、補助スイッチング素子に同期駆
動信号を供給する。補助スイッチング素子の制御端子と
基準電位点との間にコンデンサと制御トランジスタの主
電流路を直列に接続する。制御トランジスタの制御端子
は定電圧素子を介して電源出力端子に接続し、制御トラ
ンジスタを出力電圧に応じて動作させる。制御トランジ
スタの主電流路に対してダイオードを並列に接続し、コ
ンデンサの放電路を確保する。
【００１２】
【実施例】外部要因の変化に対して安定度が高い出力電
圧が複数得られる、本発明の第１の実施例によるスイッ
チング電源装置の回路を図１に示した。図１に示す回路
は以下のような回路構成としている。入力端子１とアー
スとの間にチョークコイルＬ１と主スイッチングトラン
ジスタＱ１を直列に接続し、主スイッチングトランジス
タＱ１のベースに制御回路４を接続する。入力端子１と
アースとの間にはフィルタ用のコンデンサＣ１を接続す
る。チョークコイルＬ１の主スイッチングトランジスタ
Ｑ１側の一端をダイオードＤ１を介して出力コンデンサ
Ｃ２の一端に接続し、出力コンデンサＣ２の他端はアー
スに接続する。出力コンデンサＣ２の一端はさらに第１
の出力端子２に接続し、このダイオードＤ１と出力コン
デンサＣ２とにより第１の出力回路５ａを構成する。
圧が複数得られる、本発明の第１の実施例によるスイッ
チング電源装置の回路を図１に示した。図１に示す回路
は以下のような回路構成としている。入力端子１とアー
スとの間にチョークコイルＬ１と主スイッチングトラン
ジスタＱ１を直列に接続し、主スイッチングトランジス
タＱ１のベースに制御回路４を接続する。入力端子１と
アースとの間にはフィルタ用のコンデンサＣ１を接続す
る。チョークコイルＬ１の主スイッチングトランジスタ
Ｑ１側の一端をダイオードＤ１を介して出力コンデンサ
Ｃ２の一端に接続し、出力コンデンサＣ２の他端はアー
スに接続する。出力コンデンサＣ２の一端はさらに第１
の出力端子２に接続し、このダイオードＤ１と出力コン
デンサＣ２とにより第１の出力回路５ａを構成する。
【００１３】出力コンデンサＣ２の一端にＰＮＰ型バイ
ポーラトランジスタによる補助スイッチングトランジス
タＱ２のエミッタを接続し、補助スイッチングトランジ
スタＱ２のコレクタをチョークコイルＬ２を介して第２
の出力端子３に接続する。チョークコイルＬ２の両端に
はそれぞれ他端がアースに接続された転流ダイオードＤ
２とコンデンサＣ３を接続し、平滑回路を構成する。補
助スイッチングトランジスタＱ２のベースを抵抗Ｒ３と
コンデンサＣ４の並列回路を介してチョークコイルＬ１
の主スイッチングトランジスタＱ１側の一端に接続し、
さらに補助スイッチングトランジスタＱ２のベースをコ
ンデンサＣ５を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタ
による制御トランジスタＱ３のコレクタに接続する。
ポーラトランジスタによる補助スイッチングトランジス
タＱ２のエミッタを接続し、補助スイッチングトランジ
スタＱ２のコレクタをチョークコイルＬ２を介して第２
の出力端子３に接続する。チョークコイルＬ２の両端に
はそれぞれ他端がアースに接続された転流ダイオードＤ
２とコンデンサＣ３を接続し、平滑回路を構成する。補
助スイッチングトランジスタＱ２のベースを抵抗Ｒ３と
コンデンサＣ４の並列回路を介してチョークコイルＬ１
の主スイッチングトランジスタＱ１側の一端に接続し、
さらに補助スイッチングトランジスタＱ２のベースをコ
ンデンサＣ５を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタ
による制御トランジスタＱ３のコレクタに接続する。
【００１４】制御トランジスタＱ３のエミッタはアース
に接続し、制御トランジスタＱ３のベースは定電圧ダイ
オードＤＺ１を介して第２の出力端子３に接続する。制
御トランジスタＱ３のコレクタ、エミッタ間に、その順
方向が制御トランジスタＱ３と逆となるようにダイオー
ドＤ３を接続する。この補助スイッチングトランジスタ
Ｑ２、制御トランジスタＱ３、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ
３、Ｃ４、チョークコイルＬ２、転流ダイオードＤ２、
ダイオードＤ３および定電圧ダイオードＤＺ１により第
２の出力回路６ａを構成する。そして、第１の出力端子
２とアースとの間に抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２を直列に接続
し、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に現れた電圧信号を制御回
路４に入力する。このような構成とした図１の回路の概
略の動作は以下のようになる。
に接続し、制御トランジスタＱ３のベースは定電圧ダイ
オードＤＺ１を介して第２の出力端子３に接続する。制
御トランジスタＱ３のコレクタ、エミッタ間に、その順
方向が制御トランジスタＱ３と逆となるようにダイオー
ドＤ３を接続する。この補助スイッチングトランジスタ
Ｑ２、制御トランジスタＱ３、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ
３、Ｃ４、チョークコイルＬ２、転流ダイオードＤ２、
ダイオードＤ３および定電圧ダイオードＤＺ１により第
２の出力回路６ａを構成する。そして、第１の出力端子
２とアースとの間に抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２を直列に接続
し、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に現れた電圧信号を制御回
路４に入力する。このような構成とした図１の回路の概
略の動作は以下のようになる。
【００１５】主スイッチングトランジスタＱ１がオン状
態になると、主スイッチングトランジスタＱ１のコレク
タ電圧はほぼ零となり、入力端子１からチョークコイル
Ｌ１に電流が流入する。この間、チョークコイルＬ１に
はエネルギーが蓄積される。そして、主スイッチングト
ランジスタＱ１がオフ状態に転換すると、チョークコイ
ルＬ１にはフライバック電圧が発生し、入力電圧ＶＩＮ
とフライバック電圧の合成電圧が主スイッチングトラン
ジスタＱ１のコレクタに現れる。この合成電圧はダイオ
ードＤ１を介して出力コンデンサＣ２に供給され、出力
コンデンサＣ２が充電される。この時に出力コンデンサ
Ｃ２の端子間に現れた電圧が、第１の出力電圧ＶＯ１と
して第１の出力端子２より外部の負荷に供給されること
になる。なお、第１の出力電圧ＶＯ１は、その電圧値に
応じて主スイッチングトランジスタＱ１のオン期間を変
化させるといった制御動作を成す、抵抗Ｒ１、Ｒ２と制
御回路４、そして主スイッチングトランジスタＱ１によ
って構成されるフィードバック制御系により安定化され
る。
態になると、主スイッチングトランジスタＱ１のコレク
タ電圧はほぼ零となり、入力端子１からチョークコイル
Ｌ１に電流が流入する。この間、チョークコイルＬ１に
はエネルギーが蓄積される。そして、主スイッチングト
ランジスタＱ１がオフ状態に転換すると、チョークコイ
ルＬ１にはフライバック電圧が発生し、入力電圧ＶＩＮ
とフライバック電圧の合成電圧が主スイッチングトラン
ジスタＱ１のコレクタに現れる。この合成電圧はダイオ
ードＤ１を介して出力コンデンサＣ２に供給され、出力
コンデンサＣ２が充電される。この時に出力コンデンサ
Ｃ２の端子間に現れた電圧が、第１の出力電圧ＶＯ１と
して第１の出力端子２より外部の負荷に供給されること
になる。なお、第１の出力電圧ＶＯ１は、その電圧値に
応じて主スイッチングトランジスタＱ１のオン期間を変
化させるといった制御動作を成す、抵抗Ｒ１、Ｒ２と制
御回路４、そして主スイッチングトランジスタＱ１によ
って構成されるフィードバック制御系により安定化され
る。
【００１６】一方、第２の出力回路６ａについては、主
スイッチングトランジスタＱ１の動作と第２の出力電圧
ＶＯ２の電圧値に応じて、以下のような動作を行う。主
スイッチングトランジスタＱ１がオン状態となると、補
助スイッチングトランジスタＱ２のベースから抵抗Ｒ３
とコンデンサＣ４の並列回路を介して主スイッチングト
ランジスタＱ１のコレクタへ向けて電流が流れ出す。す
ると補助スイッチングトランジスタＱ２は順方向バイア
スを受け、オン状態となる。補助スイッチングトランジ
スタＱ２がオン状態となると、チョークコイルＬ２とコ
ンデンサＣ３には、出力コンデンサＣ２から補助スイッ
チングトランジスタＱ２を介してエネルギーが供給さ
れ、第２の出力端子３に第２の出力電圧ＶＯ２が出現す
る。
スイッチングトランジスタＱ１の動作と第２の出力電圧
ＶＯ２の電圧値に応じて、以下のような動作を行う。主
スイッチングトランジスタＱ１がオン状態となると、補
助スイッチングトランジスタＱ２のベースから抵抗Ｒ３
とコンデンサＣ４の並列回路を介して主スイッチングト
ランジスタＱ１のコレクタへ向けて電流が流れ出す。す
ると補助スイッチングトランジスタＱ２は順方向バイア
スを受け、オン状態となる。補助スイッチングトランジ
スタＱ２がオン状態となると、チョークコイルＬ２とコ
ンデンサＣ３には、出力コンデンサＣ２から補助スイッ
チングトランジスタＱ２を介してエネルギーが供給さ
れ、第２の出力端子３に第２の出力電圧ＶＯ２が出現す
る。
【００１７】やがて、主スイッチングトランジスタＱ１
がオフ状態となると、主スイッチングトランジスタＱ１
のコレクタには入力電圧ＶＩＮとチョークコイルＬ１の
フライバック電圧との合成電圧が出現する。すると、補
助スイッチングトランジスタＱ２のエミッタにはダイオ
ードＤ１を介して、ベースには抵抗Ｒ３とコンデンサＣ
４の並列回路を介して、それぞれ同一の合成電圧が供給
される。このため、補助スイッチングトランジスタＱ２
のベース、エミッタ間には順方向バイアスが供給されな
くなり、補助スイッチングトランジスタＱ２はオフ状態
へ移行する。補助スイッチングトランジスタＱ２がオフ
状態となると出力コンデンサＣ２からのエネルギー供給
が途絶え、第２の出力電圧ＶＯ２はチョークコイルＬ２
およびコンデンサＣ３にそれまでに蓄積されたエネルギ
ーによって維持されることになる。
がオフ状態となると、主スイッチングトランジスタＱ１
のコレクタには入力電圧ＶＩＮとチョークコイルＬ１の
フライバック電圧との合成電圧が出現する。すると、補
助スイッチングトランジスタＱ２のエミッタにはダイオ
ードＤ１を介して、ベースには抵抗Ｒ３とコンデンサＣ
４の並列回路を介して、それぞれ同一の合成電圧が供給
される。このため、補助スイッチングトランジスタＱ２
のベース、エミッタ間には順方向バイアスが供給されな
くなり、補助スイッチングトランジスタＱ２はオフ状態
へ移行する。補助スイッチングトランジスタＱ２がオフ
状態となると出力コンデンサＣ２からのエネルギー供給
が途絶え、第２の出力電圧ＶＯ２はチョークコイルＬ２
およびコンデンサＣ３にそれまでに蓄積されたエネルギ
ーによって維持されることになる。
【００１８】このようにして補助スイッチングトランジ
スタＱ２が主スイッチングトランジスタＱ１のスイッチ
ング動作に対して受動的にオン、オフ動作をすることに
より第２の出力電圧ＶＯ２が得られる。実際の回路にお
いては、補助スイッチングトランジスタＱ２がオン、オ
フ動作を継続すると第２の出力電圧ＶＯ２の電圧値は徐
々に上昇していく。ここで、第２の出力電圧ＶＯ２の電
圧値が定電圧ダイオードＤＺ１のツェナー電圧よりも高
くなると、第２の出力端子３から制御トランジスタＱ３
のベースに定電圧ダイオードＤＺ１を介して電流が流れ
込み、制御トランジスタＱ３はオン状態となる。制御ト
ランジスタＱ３がオン状態となると補助スイッチングト
ランジスタＱ２のベースはコンデンサＣ５を介してアー
スに接続されることになる。
スタＱ２が主スイッチングトランジスタＱ１のスイッチ
ング動作に対して受動的にオン、オフ動作をすることに
より第２の出力電圧ＶＯ２が得られる。実際の回路にお
いては、補助スイッチングトランジスタＱ２がオン、オ
フ動作を継続すると第２の出力電圧ＶＯ２の電圧値は徐
々に上昇していく。ここで、第２の出力電圧ＶＯ２の電
圧値が定電圧ダイオードＤＺ１のツェナー電圧よりも高
くなると、第２の出力端子３から制御トランジスタＱ３
のベースに定電圧ダイオードＤＺ１を介して電流が流れ
込み、制御トランジスタＱ３はオン状態となる。制御ト
ランジスタＱ３がオン状態となると補助スイッチングト
ランジスタＱ２のベースはコンデンサＣ５を介してアー
スに接続されることになる。
【００１９】この時、コンデンサＣ５の充電が完了する
までは、補助スイッチングトランジスタＱ２のベース電
流がコンデンサＣ５と制御トランジスタＱ３を介してア
ースに流れ込み、補助スイッチングトランジスタＱ２は
オン状態となる。しかし、所定の遅れ時間（図２中のｔ
１）を経てコンデンサＣ５の充電が完了すると、補助ス
イッチングトランジスタＱ２のベース電流の流通は停止
し、補助スイッチングトランジスタＱ２はオフ状態とな
る。制御トランジスタＱ３がオン状態にある間、補助ス
イッチングトランジスタＱ２は、仮令、主スイッチング
トランジスタＱ１がオン状態となっても、充電状態にあ
るコンデンサＣ５の端子間電圧（ＶＣ５）によって順方
向バイアスが受けられず、図２に示すようにオフ状態を
維持する。その結果、第２の出力電圧ＶＯ２は、外部負
荷による電力の消費によって徐々に電圧値が低下してい
く。
までは、補助スイッチングトランジスタＱ２のベース電
流がコンデンサＣ５と制御トランジスタＱ３を介してア
ースに流れ込み、補助スイッチングトランジスタＱ２は
オン状態となる。しかし、所定の遅れ時間（図２中のｔ
１）を経てコンデンサＣ５の充電が完了すると、補助ス
イッチングトランジスタＱ２のベース電流の流通は停止
し、補助スイッチングトランジスタＱ２はオフ状態とな
る。制御トランジスタＱ３がオン状態にある間、補助ス
イッチングトランジスタＱ２は、仮令、主スイッチング
トランジスタＱ１がオン状態となっても、充電状態にあ
るコンデンサＣ５の端子間電圧（ＶＣ５）によって順方
向バイアスが受けられず、図２に示すようにオフ状態を
維持する。その結果、第２の出力電圧ＶＯ２は、外部負
荷による電力の消費によって徐々に電圧値が低下してい
く。
【００２０】やがて第２の出力電圧ＶＯ２の電圧値が定
電圧ダイオードＤＺ１のツェナー電圧より低くなると、
制御トランジスタＱ３のベースへの電流の流入は停止
し、制御トランジスタＱ３はオフ状態となる。制御トラ
ンジスタＱ３がオフ状態となると、コンデンサＣ５はダ
イオードＤ３を介して放電を行うようになる。この時、
補助スイッチングトランジスタＱ２は、コンデンサＣ５
の端子間電圧によって、ほぼオフ状態を維持している。
しかし、所定の遅れ時間（ｔ２）を経てコンデンサＣ５
の放電が完了すると、補助スイッチングトランジスタＱ
２は従前の通り、主スイッチングトランジスタＱ１のス
イッチング動作に対して受動的にオン、オフ動作を行う
ようになる。
電圧ダイオードＤＺ１のツェナー電圧より低くなると、
制御トランジスタＱ３のベースへの電流の流入は停止
し、制御トランジスタＱ３はオフ状態となる。制御トラ
ンジスタＱ３がオフ状態となると、コンデンサＣ５はダ
イオードＤ３を介して放電を行うようになる。この時、
補助スイッチングトランジスタＱ２は、コンデンサＣ５
の端子間電圧によって、ほぼオフ状態を維持している。
しかし、所定の遅れ時間（ｔ２）を経てコンデンサＣ５
の放電が完了すると、補助スイッチングトランジスタＱ
２は従前の通り、主スイッチングトランジスタＱ１のス
イッチング動作に対して受動的にオン、オフ動作を行う
ようになる。
【００２１】その結果、オン、オフ動作を繰り返す補助
スイッチングトランジスタＱ２を介して、出力コンデン
サＣ２からチョークコイルＬ２、コンデンサＣ３に対し
てエネルギーが供給され、第２の出力回路６ａには、再
び、第２の出力電圧ＶＯ２の電圧値を上昇させようとす
る作用が働く。以上のように、主スイッチングトランジ
スタＱ１の継続したスイッチング動作に対して補助スイ
ッチングトランジスタＱ２が間欠的にオン、オフ動作を
することにより、補助スイッチングトランジスタＱ２を
通過するエネルギー量が制御され、第２の出力電圧Ｖ
Ｏ２が安定化される。このため、スイッチング電源装置
を図１に示すような回路構成とすれば、第２の出力電圧
ＶＯ２に補助スイッチングトランジスタＱ２の間欠動作
に伴うリップルは現れるものの、外部の負荷の状態や入
力電圧ＶＩＮなどの外部要因の変化に対して安定度の高
い出力電圧が複数（２つ）得られることになる。
スイッチングトランジスタＱ２を介して、出力コンデン
サＣ２からチョークコイルＬ２、コンデンサＣ３に対し
てエネルギーが供給され、第２の出力回路６ａには、再
び、第２の出力電圧ＶＯ２の電圧値を上昇させようとす
る作用が働く。以上のように、主スイッチングトランジ
スタＱ１の継続したスイッチング動作に対して補助スイ
ッチングトランジスタＱ２が間欠的にオン、オフ動作を
することにより、補助スイッチングトランジスタＱ２を
通過するエネルギー量が制御され、第２の出力電圧Ｖ
Ｏ２が安定化される。このため、スイッチング電源装置
を図１に示すような回路構成とすれば、第２の出力電圧
ＶＯ２に補助スイッチングトランジスタＱ２の間欠動作
に伴うリップルは現れるものの、外部の負荷の状態や入
力電圧ＶＩＮなどの外部要因の変化に対して安定度の高
い出力電圧が複数（２つ）得られることになる。
【００２２】なお、図１に示す本発明の実施例では、第
１と第２の２つの出力電圧を得るための電源装置に本発
明を適用したものであるが、３以上の出力電圧を得る構
成の電源装置に本発明を適用しても構わない。また、実
施例の回路では、チョークコイルＬ１と主スイッチング
トランジスタＱ１と第１の出力回路５ａが昇圧チョッパ
コンバータの回路構成となっているが、図３のようにト
ランスを使用した構成としても構わない。さらに実施例
では、本発明を昇圧型のスイッチング電源装置に適用し
たものを例示しているが、昇降圧型のスイッチング電源
装置に本発明を適用しても良く、また補助スイッチング
素子を含む第２の出力回路の回路部分を降圧チョッパ回
路の構成ではなく、極性反転の回路の構成としても構わ
ない。そして、図１の回路では補助スイッチングトラン
ジスタＱ２のエミッタを安定化された直流電圧が現れる
出力コンデンサＣ２の一端に接続しているが、非安定の
直流電圧が現れる入力端子１に接続しても構わない。
１と第２の２つの出力電圧を得るための電源装置に本発
明を適用したものであるが、３以上の出力電圧を得る構
成の電源装置に本発明を適用しても構わない。また、実
施例の回路では、チョークコイルＬ１と主スイッチング
トランジスタＱ１と第１の出力回路５ａが昇圧チョッパ
コンバータの回路構成となっているが、図３のようにト
ランスを使用した構成としても構わない。さらに実施例
では、本発明を昇圧型のスイッチング電源装置に適用し
たものを例示しているが、昇降圧型のスイッチング電源
装置に本発明を適用しても良く、また補助スイッチング
素子を含む第２の出力回路の回路部分を降圧チョッパ回
路の構成ではなく、極性反転の回路の構成としても構わ
ない。そして、図１の回路では補助スイッチングトラン
ジスタＱ２のエミッタを安定化された直流電圧が現れる
出力コンデンサＣ２の一端に接続しているが、非安定の
直流電圧が現れる入力端子１に接続しても構わない。
【００２３】
【発明の効果】本発明によるスイッチング電源装置は、
主スイッチング素子を含むフィードバック制御系の制御
動作によってその端子間電圧が安定化される出力コンデ
ンサに対し、補助スイッチング素子と平滑回路を接続す
る。補助スイッチング素子の制御端子に対して主スイッ
チング素子と接続されたインダクタンス部品より同期駆
動信号を供給する。そして、前記平滑回路に得られる出
力電圧に応じてオンオフ動作をする制御トランジスタを
設け、補助スイッチング素子の制御端子をコンデンサを
介して制御トランジスタの主電流路に接続する構成を特
徴としている。このような本発明によれば、外部の負荷
の状態や入力電圧ＶＩＮなどの外部要因の変化に対して
安定度の高い出力電圧が複数得られる、マルチ出力型の
スイッチング電源装置を構成することができるようにな
る。
主スイッチング素子を含むフィードバック制御系の制御
動作によってその端子間電圧が安定化される出力コンデ
ンサに対し、補助スイッチング素子と平滑回路を接続す
る。補助スイッチング素子の制御端子に対して主スイッ
チング素子と接続されたインダクタンス部品より同期駆
動信号を供給する。そして、前記平滑回路に得られる出
力電圧に応じてオンオフ動作をする制御トランジスタを
設け、補助スイッチング素子の制御端子をコンデンサを
介して制御トランジスタの主電流路に接続する構成を特
徴としている。このような本発明によれば、外部の負荷
の状態や入力電圧ＶＩＮなどの外部要因の変化に対して
安定度の高い出力電圧が複数得られる、マルチ出力型の
スイッチング電源装置を構成することができるようにな
る。
【図１】 本発明の実施例によるスイッチング電源装置
の回路図。
の回路図。
【図２】 図１に示す回路の各部の電圧波形と、２つの
スイッチング素子の動作タイミングを示す図。
スイッチング素子の動作タイミングを示す図。
【図３】 従来のマルチ出力型のスイッチング電源装置
の一例の回路図。
の一例の回路図。
１：入力端子 ２：第１の出力端子 ３：第２
の出力端子 ４：制御回路 ５ａ、５ｂ：第１
の出力回路 ６ａ、６ｂ：第２の出力回路 Ｃ２：出力コンデンサ Ｃ５：コンデンサ Ｄ
２：転流ダイオード Ｄ３：ダイオード ＤＺ１：定電圧ダイオード
Ｌ１：チョークコイル Ｑ１：主スイッチングト
ランジスタ（主スイッチング素子） Ｑ２：補助スイッチングトランジスタ（補助スイッチン
グ素子） Ｑ３：制御トランジスタ ＶＩＮ：
入力電圧 ＶＯ１：第１の出力電圧 Ｖ Ｏ２：
第２の出力電圧
の出力端子 ４：制御回路 ５ａ、５ｂ：第１
の出力回路 ６ａ、６ｂ：第２の出力回路 Ｃ２：出力コンデンサ Ｃ５：コンデンサ Ｄ
２：転流ダイオード Ｄ３：ダイオード ＤＺ１：定電圧ダイオード
Ｌ１：チョークコイル Ｑ１：主スイッチングト
ランジスタ（主スイッチング素子） Ｑ２：補助スイッチングトランジスタ（補助スイッチン
グ素子） Ｑ３：制御トランジスタ ＶＩＮ：
入力電圧 ＶＯ１：第１の出力電圧 Ｖ Ｏ２：
第２の出力電圧
Claims (6)
- 【請求項１】 主スイッチング素子のオン、オフ動作に
伴ってインダクタンス部品の所定の巻線端に現れた電圧
から少なくとも一つの出力電圧を得るスイッチング電源
装置において、 主電流路の一端が直流電圧が得られる回路位置に接続さ
れ、その制御端子には該インダクタンス部品の所定の巻
線位置に現れた電圧による同期駆動信号が供給される補
助スイッチング素子と、 該補助スイッチング素子の主電流路の他端と電源出力端
子との間に接続された平滑回路と、 その主電流路がコンデンサを介して該補助スイッチング
素子の制御端子に接続され、該電源出力端子に現れた出
力電圧に応じて動作する制御トランジスタと、を具備す
ることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項２】 前記制御トランジスタの主電流路に対し
て並列に接続されたダイオードを具備することを特徴と
する、請求項１に記載したスイッチング電源装置。 - 【請求項３】 前記直流電圧が得られる回路位置が、整
流素子を介して前記インダクタンス部品の所定の巻線端
に接続された出力コンデンサの一端であることを特徴と
する、請求項１あるいは請求項２に記載したスイッチン
グ電源装置。 - 【請求項４】 前記出力コンデンサの両端に現れた電圧
は、前記主スイッチング素子を含む制御系のフィードバ
ック制御動作により安定化されることを特徴とする、請
求項３に記載したスイッチング電源装置。 - 【請求項５】 前記出力コンデンサの両端に現れた電圧
を第１の出力電圧とし、前記出力端子に現れた電圧を第
２の出力電圧とするマルチ出力型である事を特徴とす
る、請求項３あるいは請求項４に記載したスイッチング
電源装置。 - 【請求項６】 供給される入力電圧が前記第１の出力電
圧より低く、電源装置が昇圧型であることを特徴とす
る、請求項５に記載したスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744999A JP3571959B2 (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744999A JP3571959B2 (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000324814A true JP2000324814A (ja) | 2000-11-24 |
| JP3571959B2 JP3571959B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=14960210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12744999A Expired - Fee Related JP3571959B2 (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3571959B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006333561A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Hitachi Ltd | 駆動装置 |
| JP2007166783A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
-
1999
- 1999-05-07 JP JP12744999A patent/JP3571959B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006333561A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Hitachi Ltd | 駆動装置 |
| JP2007166783A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3571959B2 (ja) | 2004-09-29 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040302 |
|
| A521 | Written amendment |
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|
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