JP3142426B2 - Constant voltage and constant current power supply - Google Patents
Constant voltage and constant current power supplyInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、複写機やプリンタ等
に使用される定電圧・定電流電源装置に関し、特に定電
圧制御および定電流制御の精度の向上に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant-voltage / constant-current power supply used for a copying machine, a printer, and the like, and more particularly to an improvement in accuracy of constant-voltage control and constant-current control.
【０００２】従来の定電圧・定電流電源装置は、図５に
示すような回路構成であり、トランス３０の二次側出力
を整流回路３１で整流し、この整流した電圧を負荷３２
に印加する。負荷３２に流れる出力電流の検出は、出力
電流の帰還路に接続された出力電流検出抵抗Ｒ２１の両
端の電圧を検出することにより行い、この検出値をオペ
アンプＯＡ２１を介して制御回路３３に入力する。ま
た、出力電圧の検出は、トランスの３次巻線の出力を整
流回路３４で整流し、整流回路３４の出力電圧を抵抗Ｒ
２２、Ｒ２３で分圧し、前記抵抗Ｒ２３両端の電圧を検
出することにより行い、この検出値をオペアンプＯＡ２
２を介して制御回路３３に入力する。制御回路３３で
は、オペアンプＯＡ２１、ＯＡ２２を介して入力された
検出値に基づいてトランジスタＴＲ２１の発振制御を行
いトランス３０の二次側出力を制御して、負荷に対する
定電圧制御および定電流制御を行っていた。なお、後述
のように電圧電流特性は垂下特性を持つため、負荷電流
が一定値までの軽負荷状態では定電圧制御となり、それ
以上の負荷電流が流れる重負荷状態では定電流制御とな
る。このような垂下特性を形成する制御回路については
公知である（例えば特開昭５７−０３１０１５号）。 A conventional constant-voltage / constant-current power supply has a circuit configuration as shown in FIG. 5, in which a secondary output of a transformer 30 is rectified by a rectifier circuit 31, and the rectified voltage is converted to a load 32.
Is applied. The output current flowing through the load 32 is detected by detecting the voltage across the output current detection resistor R21 connected to the output current feedback path, and the detected value is input to the control circuit 33 via the operational amplifier OA21. . The output voltage is detected by rectifying the output of the tertiary winding of the transformer with the rectifier circuit 34 and changing the output voltage of the rectifier circuit 34 with the resistor R.
22 and R23 to detect the voltage across the resistor R23.
2 to the control circuit 33. The control circuit 33 controls the oscillation of the transistor TR21 based on the detection value input via the operational amplifiers OA21 and OA22, controls the secondary output of the transformer 30, and performs constant voltage control and constant current control on the load. I was Note that later
Since the voltage-current characteristics have a drooping characteristic,
Is constant voltage control under light load conditions up to a certain value.
In heavy load conditions where the above load current flows, constant current control is
You. The control circuit that forms such drooping characteristics
It is known (for example, JP-A-57-031015).
【０００３】また、図６に示す定電圧・定電流電源装置
においては、出力電圧の検出を負荷４２と並列に接続さ
れた分圧抵抗Ｒ３１、Ｒ３２を備えた出力電圧検出回路
４３の前記分圧抵抗Ｒ３２の両端の電圧を検出すること
により行い、この検出値をオペアンプＯＡ３１を介して
制御回路４４に入力する。また、出力電流の検出は出力
電流の帰還路で出力電圧検出回路４３と整流回路４１と
の間に接続された出力電流検出抵抗Ｒ３３の両端の電圧
を検出することにより行い、この検出値をオペアンプＯ
Ａ３２を介して制御回路４４に入力する。制御回路４４
では、オペアンプＯＡ３１、ＯＡ３２からの入力値に基
づいてトランジスタＴｒ３１の発振を制御してトランス
４０の２次側出力を制御することにより負荷に対する定
電圧制御および定電流制御を行っていた。In the constant voltage / constant current power supply device shown in FIG. 6, the output voltage is detected by the output voltage detecting circuit 43 having voltage dividing resistors R31 and R32 connected in parallel with a load 42. The detection is performed by detecting the voltage between both ends of the resistor R32, and the detected value is input to the control circuit 44 via the operational amplifier OA31. The output current is detected by detecting the voltage across the output current detection resistor R33 connected between the output voltage detection circuit 43 and the rectification circuit 41 on the feedback path of the output current. O
It is input to the control circuit 44 via A32. Control circuit 44
In the above, the constant voltage control and the constant current control for the load are performed by controlling the oscillation of the transistor Tr31 based on the input values from the operational amplifiers OA31 and OA32 to control the secondary output of the transformer 40.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
にトランスの２次側巻線（出力巻線）と３次側巻線（検
出巻線）の結合度には限界があり、２次側巻線の出力に
対して３次側巻線の出力を広範囲に渡ってリニアに変化
させることができない。図５に示す定電圧・定電流電源
装置では、出力電流を精度良く検出することはできる
が、出力電圧の検出を３次側巻線の出力を用いて行うた
め、巻線間の結合が広範囲にリニアな関係とならない以
上実際に負荷に印加されている出力電圧の検出を精度よ
く行うことができない。したがって、このような定電圧
・定電流電源装置には、良好な定電流特性を持たせるこ
とはできるが、良好な定電圧特性を持たせることができ
ない欠点があった。However, the degree of coupling between the secondary winding (output winding) and the tertiary winding (detection winding) of the transformer is generally limited, and the secondary winding is limited. The output of the tertiary winding cannot be changed linearly over a wide range with respect to the output of the wire. The constant voltage / constant current power supply device shown in FIG. 5 can accurately detect the output current, but since the output voltage is detected using the output of the tertiary winding, the coupling between the windings is wide. The output voltage actually applied to the load cannot be accurately detected because the relationship is not linear. Accordingly, such a constant-voltage / constant-current power supply device can have good constant-current characteristics, but has a drawback that it cannot have good constant-voltage characteristics.
【０００５】また、図６に示す定電圧・定電流電源装置
では、出力電圧の検出に３次側巻線を使用しないため精
度良く出力電圧を検出することができるが、出力電流検
出抵抗Ｒ３３に出力電流以外に出力電圧検出回路４３の
分圧抵抗Ｒ３１、Ｒ３２を流れる電流も流れ込む。この
分圧抵抗Ｒ３１、Ｒ３２を流れる電流は、トランスの２
次側の出力電圧の変動によって変化する。したがって、
実際には、出力電流に分圧抵抗Ｒ３１、Ｒ３２を流れる
電流を加えたものを出力電流として検出することとな
り、この検出した値に基づいて負荷に対する定電流制御
を行うため、良好な定電流特性を持たせることができな
い欠点があった。In the constant-voltage / constant-current power supply device shown in FIG. 6, the output voltage can be accurately detected because the tertiary winding is not used for detecting the output voltage. In addition to the output current, a current flowing through the voltage dividing resistors R31 and R32 of the output voltage detection circuit 43 also flows. The current flowing through the voltage dividing resistors R31 and R32 is equal to the current of the transformer.
It changes due to the fluctuation of the output voltage on the secondary side. Therefore,
Actually, the sum of the output current and the current flowing through the voltage dividing resistors R31 and R32 is detected as the output current, and the constant current control for the load is performed based on the detected value. There is a drawback that cannot be provided.
【０００６】この発明の目的は、負荷に対する出力電圧
および出力電流を精度良く検出することにより、良好な
定電圧特性および定電流特性を持った定電圧・定電流電
源装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a constant voltage / constant current power supply having good constant voltage characteristics and constant current characteristics by accurately detecting an output voltage and an output current to a load.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明の定電圧・定電
流電源装置は、直流入力電圧をスイッチング素子のスイ
ッチングによりトランスの一次側に印加し、このトラン
スの二次側出力を整流平滑して、または該二次側出力を
そのまま負荷に供給するとともに、前記トランスの２次
側に接続された負荷への出力電圧を検出する出力電圧検
出手段と、前記負荷に流れている出力電流を検出する出
力電流検出手段と、前記出力電圧検出手段および前記出
力電流検出手段で検出した検出値に基づいて出力電圧電
流特性が垂下特性となるよう、負荷電流が所定の大きさ
になるまでは前記出力電圧の定電圧制御を行い、負荷電
流が所定の大きさ以上となったときは出力電流の定電流
制御を行う制御回路とを備え、前記出力電圧検出手段
は、負荷と並列に接続された分圧抵抗によって出力電圧
を分圧し、この分圧した電圧値をそのまままたは整流平
滑して検出する手段であり、前記出力電流検出手段は、
前記出力電流の帰還路であって前記分圧抵抗とトランス
２次側との間に接続された出力電流検出抵抗の両端の電
圧をそのまままたは整流平滑して検出する手段であり、
さらに、前記分圧抵抗を流れる電流と逆向きで大きさの
等しい電流を前記出力電流検出抵抗に流す逆電流送出手
段を備えたことを特徴とする。A constant voltage / constant current power supply according to the present invention applies a DC input voltage to the primary side of a transformer by switching a switching element, and rectifies and smoothes the secondary side output of the transformer. or together with supplies the secondary side output to the load, an output voltage detecting means for detecting an output voltage to a load connected to the secondary side of the transformer, for detecting an output current flowing in the load an output current detecting means, said output voltage detecting means and on the basis of the detected value detected by the output current detector output voltage electrostatic
The load current must be a certain amount so that the
Until the output voltage becomes constant, the output voltage is
When the current exceeds a specified level, the output current is constant.
A control circuit for controlling the output voltage, wherein the output voltage detecting means divides the output voltage by a voltage dividing resistor connected in parallel with the load, and outputs the divided voltage value as it is or by rectifying the output voltage.
Means for detecting by slipping , the output current detecting means,
Means for detecting the voltage at both ends of an output current detection resistor connected between the voltage dividing resistor and the secondary side of the transformer in the feedback path of the output current as it is or by rectifying and smoothing ,
Further, a reverse current sending means for flowing a current having the same magnitude in a direction opposite to the current flowing through the voltage dividing resistor to the output current detecting resistor is provided.
【０００８】また、前記逆電流送出手段は、前記トラン
スの３次巻線に接続された抵抗を介して前記出力電流検
出抵抗に前記分圧抵抗を流れる電流と逆向きで大きさの
等しい電流を流す手段であることを特徴とする。[0008] The reverse current sending means may supply a current having the same magnitude in a direction opposite to the current flowing through the voltage dividing resistor to the output current detecting resistor via a resistor connected to a tertiary winding of the transformer. It is characterized by flowing means.
【０００９】また、前記トランスの２次側に整流回路を
設け、前記負荷に前記整流回路の出力である直流電圧を
印加することを特徴とする。A rectifier circuit is provided on the secondary side of the transformer, and a DC voltage output from the rectifier circuit is applied to the load.
【００１０】さらに、前記負荷に前記トランスの２次側
出力である交流電圧を直接印加し、前記出力電圧検出手
段は、検出した交流電圧を整流する整流回路を備え、前
記出力電流検出手段は、検出した交流電圧を整流する整
流回路を備えたことを特徴とする。Further, an AC voltage which is a secondary output of the transformer is directly applied to the load, and the output voltage detecting means includes a rectifying circuit for rectifying the detected AC voltage, and the output current detecting means comprises: A rectifier circuit for rectifying the detected AC voltage is provided.
【００１１】[0011]
【作用】この発明の定電圧・定電流電源装置において
は、出力電圧の検出を負荷と並列に接続された分圧抵抗
両端の電圧検出で行う。また、出力電流の検出は、出力
電流および分圧抵抗を流れる電流が流れ込む出力電流検
出抵抗の両端の電圧を検出することにより行うが、前記
出力電圧検出抵抗には分圧抵抗から流れ込む電流を打ち
消すように、前記分圧抵抗を流れる電流と大きさの等し
い電流を逆向きに流す。すなわち、出力電流検出抵抗に
分圧抵抗から流れ込む電流をキャンセルさせる。このよ
うにして検出した出力電圧および出力電流に基づいて負
荷に対する定電圧制御および定電流制御を行う。In the constant voltage / constant current power supply of the present invention, the output voltage is detected by detecting the voltage across the voltage dividing resistor connected in parallel with the load. The output current is detected by detecting the voltage across the output current detection resistor into which the output current and the current flowing through the voltage dividing resistor flow. The output voltage detecting resistor cancels the current flowing from the voltage dividing resistor. As described above, the current having the same magnitude as the current flowing through the voltage dividing resistor flows in the opposite direction. That is, the current flowing from the voltage dividing resistor to the output current detecting resistor is canceled. The constant voltage control and the constant current control for the load are performed based on the output voltage and the output current detected as described above.
【００１２】以上のように構成することにより、出力電
流の検出において悪影響を及ぼす、分圧抵抗を介して流
れ込む電流を打ち消すことができ、精度良く出力電流の
検出が行え良好な定電圧特性および定電流特性を定電圧
・定電流電源装置に持たせることができる。With the above-described configuration, it is possible to cancel the current flowing through the voltage dividing resistor, which has a bad effect on the detection of the output current, and it is possible to detect the output current with high accuracy and obtain a good constant voltage characteristic and constant voltage. The constant voltage / constant current power supply device can have current characteristics.
【００１３】分圧抵抗を流れる電流と大きさが等しくな
る電流を生成するには、前記トランスの３次巻線の出力
を整流し、この整流した出力電流を抵抗で電流制御す
る。In order to generate a current whose magnitude is equal to the current flowing through the voltage dividing resistor, the output of the tertiary winding of the transformer is rectified, and the rectified output current is current-controlled by the resistor.
【００１４】以上のように構成することにより、分圧抵
抗を介して出力電流検出抵抗に流れ込む電流がトランス
の２次側出力の変動によって変化しても、この変化に応
じて変化する電流を３次巻線から得ることができ、分圧
抵抗を介して出力電流検出抵抗に流れ込む電流を容易に
打ち消すことができる。With the above configuration, even if the current flowing into the output current detecting resistor via the voltage dividing resistor changes due to the fluctuation of the secondary output of the transformer, the current that changes in accordance with this change is reduced by 3%. The current that can be obtained from the next winding and flows into the output current detection resistor via the voltage dividing resistor can be easily canceled.
【００１５】また、トランス２次側の出力に整流回路で
整流して負荷に直流電圧を印加することにより、直流出
力の定電圧・定電流電源装置として使用することができ
る。Further, by rectifying the output on the secondary side of the transformer with a rectifier circuit and applying a DC voltage to the load, it can be used as a DC output constant voltage / constant current power supply device.
【００１６】さらに、負荷にトランス２次側の出力であ
る交流電圧を直接印加し、出力電圧および出力電流を交
流電圧で検出し、この検出した交流電圧を整流した電圧
値を用いてトランス２次側の定電圧制御および定電流制
御を行うことにより交流出力の定電圧・定電流電源装置
として使用することができる。Further, an AC voltage which is an output of the transformer secondary side is directly applied to the load, the output voltage and the output current are detected by the AC voltage, and the detected secondary voltage is rectified by using the rectified voltage value. By performing the constant voltage control and the constant current control on the side, it can be used as an AC output constant voltage / constant current power supply device.
【００１７】[0017]
【実施例】図１は、この発明の実施例である定電圧・定
電流電源装置の回路構成を示す図である。定電圧・定電
流電源装置１は、直流電圧が入力される入力端子２と、
前記入力端子２から入力された電圧を昇圧するトランス
３と、前記トランス３の２次側の出力を整流する整流回
路４と、前記整流回路４の出力が印加され負荷１１が接
続される出力端子５と、前記トランスの１次側に接続さ
れたトランジスタＴｒのオン・オフを制御して２次側の
出力を制御する制御回路６とを備え、さらに前記負荷１
１と並列に接続され負荷１１に印加されている電圧を検
出する電圧検出回路７と、前記負荷１１を流れる電流の
帰還路で前記電圧検出回路７と前記整流回路４との間に
接続された出力電流検出回路８と、前記トランス３の３
次巻線の出力を整流する整流回路９と、前記整流回路９
の出力電流を制御して前記出力電流検出回路８に流す逆
電流制御抵抗Ｒ１とを備えている。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a constant voltage / constant current power supply device according to an embodiment of the present invention. The constant voltage / constant current power supply 1 includes an input terminal 2 to which a DC voltage is input,
A transformer 3 for boosting a voltage input from the input terminal 2, a rectifier circuit 4 for rectifying an output on a secondary side of the transformer 3, and an output terminal to which an output of the rectifier circuit 4 is applied and a load 11 is connected. And a control circuit 6 for controlling the on / off of a transistor Tr connected to the primary side of the transformer to control the output of the secondary side.
A voltage detecting circuit 7 connected in parallel with the load 1 and detecting a voltage applied to the load 11; and a feedback path of a current flowing through the load 11 connected between the voltage detecting circuit 7 and the rectifying circuit 4. An output current detection circuit 8;
A rectifier circuit 9 for rectifying the output of the next winding;
And a reverse current control resistor R1 for controlling the output current of the output current and flowing the output current to the output current detection circuit 8.
【００１８】整流回路４は、ダイオードＤ１、Ｄ２およ
びコンデンサＣ１、Ｃ２により倍電圧整流回路で構成さ
れ、出力電流を制限する抵抗Ｒ２を備えている。また、
整流回路９は、ダイオードＤ３、Ｄ４およびコンデンサ
Ｃ３、Ｃ４により倍電圧整流回路で構成されている。電
圧検出回路７は、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４が直列に接続され
て構成され、Ｒ４の両端の電圧をオペアンプＯＡ１を介
して制御回路６に入力する。出力電流検出回路８は、出
力電流検出抵抗Ｒ５を有し、前記出力電流検出抵抗Ｒ５
の両端の電圧をオペアンプＯＡ２を介して制御回路６に
入力する。The rectifier circuit 4 comprises a voltage doubler rectifier circuit comprising diodes D1 and D2 and capacitors C1 and C2, and has a resistor R2 for limiting an output current. Also,
The rectifier circuit 9 is configured as a voltage doubler rectifier circuit by diodes D3 and D4 and capacitors C3 and C4. The voltage detection circuit 7 includes voltage dividing resistors R3 and R4 connected in series, and inputs a voltage across R4 to the control circuit 6 via an operational amplifier OA1. The output current detection circuit 8 has an output current detection resistor R5, and the output current detection resistor R5
Is input to the control circuit 6 via the operational amplifier OA2.
【００１９】定電圧・定電流電源装置１は、制御回路６
でトランジスタＴｒ１のオン・オフを制御して、入力端
子２に印加された電圧をトランス３の２次側に昇圧して
出力する電圧値を制御する。トランス３の２次側の出力
は、整流回路４で整流され抵抗Ｒ２を介して出力端子５
に印加され、出力端子５に接続されている負荷１１に供
給される。また、電圧検出回路７にも負荷１１に印加さ
れている電圧と同じ大きさの電圧が印加され、出力電圧
検出回路７の分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４でこの電圧を分圧し、
この分圧した電圧値（Ｒ４両端の電圧値）を検出してオ
ペアンプＯＡ１を介して制御回路６に入力する。以上の
ようにすることにより、負荷１１に印加されている出力
電圧に比例した電圧値を精度よく検出できる。The constant voltage / constant current power supply 1 has a control circuit 6
Controls the ON / OFF of the transistor Tr1 to control the voltage value applied to the input terminal 2 to be boosted to the secondary side of the transformer 3 and output. The output on the secondary side of the transformer 3 is rectified by the rectifier circuit 4 and is output to the output terminal 5 via the resistor R2.
And supplied to the load 11 connected to the output terminal 5. A voltage having the same magnitude as the voltage applied to the load 11 is also applied to the voltage detection circuit 7, and the voltage is divided by the voltage dividing resistors R3 and R4 of the output voltage detection circuit 7, and
The divided voltage value (the voltage value across R4) is detected and input to the control circuit 6 via the operational amplifier OA1. As described above, a voltage value proportional to the output voltage applied to the load 11 can be accurately detected.
【００２０】また、出力電流検出回路８の出力電流検出
抵抗Ｒ５には、出力電流および分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４を流
れる電流が流れ込み、さらにトランス３の３次巻線に接
続された整流回路９の出力電流が逆電流制御抵抗Ｒ１を
介して入力される。この出力電流検出抵抗Ｒ５の両端の
電圧を出力電流の検出値としてオペアンプＯＡ２を介し
て制御回路６に入力する。ところで、逆電流制御抵抗Ｒ
１の抵抗値は、トランス３の３次巻線に接続された整流
回路９の出力電流が分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４を流れる電流と
同じ大きさとなるようにを定められている。また、逆電
流制御抵抗Ｒ１を介して出力電流検出抵抗Ｒ５に流れ込
む電流は、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４から流れ込む電流に対し
て逆向きに流れるように接続されている。したがって、
出力電流検出抵抗Ｒ５では、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４を介し
て流れ込む電流が逆電流制御抵抗Ｒ１を介して流れ込む
電流で打ち消され、出力電流検出抵抗Ｒ５の両端に発生
する電圧は、負荷１１を介して流れ込む電流（出力電
流）だけに比例することとなり、精度良く出力電流を検
出することができる。The output current and the current flowing through the voltage dividing resistors R3 and R4 flow into the output current detecting resistor R5 of the output current detecting circuit 8, and the output current of the rectifier circuit 9 connected to the tertiary winding of the transformer 3 is further reduced. The output current is input via the reverse current control resistor R1. The voltage across the output current detection resistor R5 is input to the control circuit 6 via the operational amplifier OA2 as a detection value of the output current. By the way, the reverse current control resistor R
The resistance value of 1 is determined so that the output current of the rectifier circuit 9 connected to the tertiary winding of the transformer 3 has the same magnitude as the current flowing through the voltage dividing resistors R3 and R4. The current flowing into the output current detection resistor R5 via the reverse current control resistor R1 is connected so as to flow in the opposite direction to the current flowing from the voltage dividing resistors R3 and R4. Therefore,
In the output current detection resistor R5, the current flowing through the voltage dividing resistors R3 and R4 is canceled by the current flowing through the reverse current control resistor R1, and the voltage generated at both ends of the output current detection resistor R5 passes through the load 11. The output current is proportional to only the current (output current) flowing therethrough, and the output current can be accurately detected.
【００２１】また、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４を介して出力電
流検出抵抗Ｒ５に流れ込む電流は、トランス３の２次側
の出力の変動によって変化するが、逆電流制御抵抗Ｒ１
を介して出力電流検出抵抗Ｒ５に流れ込む電流もこの変
化に応じて変化する。なぜなら、トランス３の３次巻線
の出力は、２次側出力の変動に応じて変化する。そし
て、逆電流制御抵抗Ｒ１を介して出力電流検出抵抗Ｒ５
に流れ込む電流は、トランス３の３次巻線の出力を利用
しているため、トランス３の２次側出力の変動に応じて
変化するからである。The current flowing into the output current detecting resistor R5 via the voltage dividing resistors R3 and R4 changes due to the fluctuation of the output of the secondary side of the transformer 3, but the reverse current controlling resistor R1
The current flowing into the output current detection resistor R5 via the resistor also changes according to this change. This is because the output of the tertiary winding of the transformer 3 changes according to the fluctuation of the output on the secondary side. Then, the output current detection resistor R5 is connected via the reverse current control resistor R1.
This is because the current flowing into the transformer 3 changes according to the fluctuation of the secondary output of the transformer 3 because the output of the tertiary winding of the transformer 3 is used.
【００２２】ところで、逆電流制御抵抗Ｒ１の抵抗値ｒ
１は以下のようにして算出する。整流回路４の出力電圧
がＶ１で、このときの３次巻線の出力を整流回路９で整
流した電圧がＶ２であるとする。この時分圧抵抗Ｒ３、
Ｒ４を介して出力電流検出抵抗Ｒ５に流れ込む電流Ｉ１
は、 Ｉ１＝Ｖ１／ｒ （ｒは分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の合成抵抗
値である。但し、ｒ５≪ｒ ｒ５は出力電流検出抵抗Ｒ
５の抵抗値である。） である。また、逆電流制御抵抗Ｒ１を介して出力電流検
出抵抗Ｒ５に流れ込む電流Ｉ２は、 Ｉ２＝Ｖ２／ｒ１ （ｒ１は逆電流制御抵抗の抵抗値で
ある。但し、ｒ５≪ｒ１である。） である。このときに、 Ｉ１＝Ｉ２ よりｒ１＝（Ｖ
２／Ｖ１）＊ｒ となる。このようにして、逆電流制御
抵抗Ｒ１の抵抗値ｒ１を決定しておくことにより、トラ
ンス３の２次側出力の変動によって分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４
を介して流れ込む電流の変化に応じてこの電流を打ち消
す様に変化する電流を逆電流制御抵抗Ｒ１を介して出力
電流検出抵抗Ｒ５に流すことができる。By the way, the resistance value r of the reverse current control resistor R1
1 is calculated as follows. It is assumed that the output voltage of the rectifier circuit 4 is V1, and the voltage obtained by rectifying the output of the tertiary winding at this time by the rectifier circuit 9 is V2. At this time, the voltage dividing resistor R3,
Current I1 flowing into output current detection resistor R5 via R4
I1 = V1 / r (r is the combined resistance value of the voltage dividing resistors R3 and R4, where r5≪r r5 is the output current detecting resistor R
5 is the resistance value. ). The current I2 flowing into the output current detection resistor R5 via the reverse current control resistor R1 is I2 = V2 / r1 (r1 is the resistance value of the reverse current control resistor, where r5≪r1). . At this time, from I1 = I2, r1 = (V
2 / V1) * r. By determining the resistance value r1 of the reverse current control resistor R1 in this manner, the voltage dividing resistors R3, R4
A current that changes so as to cancel this current in response to a change in the current flowing through the resistor R1 can flow to the output current detection resistor R5 via the reverse current control resistor R1.
【００２３】以上のように定電圧・定電流電源装置１を
構成することにより、出力電圧および出力電流の検出を
精度よく行うことができる。By configuring the constant-voltage / constant-current power supply 1 as described above, it is possible to accurately detect the output voltage and the output current.
【００２４】制御回路６では、上述したようにオペアン
プＯＡ１、ＯＡ２を介して入力された出力電圧および出
力電流の検出値に基づいてトランジスタＴｒ１のオン・
オフのデューティ制御等を行って、トランス３の２次側
出力を制御する。この場合、電圧電流特性は図２に示す
ように垂下特性となっている。つまり、負荷インピーダ
ンスが上がって負荷電流が一定値以下の（軽負荷の）時
には出力電圧が上がろうとするのを定電圧制御で一定電
圧に抑える。この領域では負荷が軽いために出力電圧が
一定値よりも上がろうとするため、定電圧制御は電圧を
一定値に下げようとする。また、この領域では負荷が軽
いため出力電流が一定値よりも小さく、したがって定電
流制御が働かない。一方、負荷インピーダンスが下がっ
て負荷電流が一定値以上の（重負荷の）時には出力電流
が上がろうとするのを定電流制御で一定電流に抑える。
この領域では負荷が重いために出力電流が一定値よりも
上がろうとするため、定電流制御は電流を一定値に下げ
ようとする。また、この領域では負荷が重いため出力電
圧が一定値よりも小さく、したがって定電圧制御が働か
ない。このようにして、垂下特性の定電圧制御領域およ
び定電流制御領域それぞれで、良好な定電圧特性および
定電流特性を定電圧・定電流電源装置に持たせることが
できる。The control circuit 6 turns on / off the transistor Tr1 based on the detection values of the output voltage and the output current input via the operational amplifiers OA1 and OA2 as described above.
The secondary side output of the transformer 3 is controlled by performing off duty control and the like. In this case, the voltage-current characteristics are shown in FIG.
It has a drooping characteristic. That is, the load impedance
The load current is below a certain value (light load)
The constant voltage control prevents the output voltage from rising
To pressure. In this region, the output voltage is
Constant voltage control reduces the voltage because it tries to go above a certain value.
Try to lower to a certain value. In this area, the load is light.
Output current is smaller than a certain value,
Flow control does not work. On the other hand, the load impedance decreases.
Output current when the load current is above a certain value (heavy load)
Is controlled to a constant current by constant current control.
In this region, the output current is higher than a certain value due to the heavy load.
Constant current control reduces the current to a constant
To try. In this area, the output power is
Pressure is less than a certain value and therefore constant voltage control works
Absent. In this way, the constant-voltage control region of the droop characteristic and the
In each of the constant voltage control region and the constant current control region , the constant voltage / constant current power supply device can have good constant voltage characteristics and constant current characteristics.
【００２５】図２は、上記実施例の定電圧・定電流電源
装置の垂下特性を示す図である。比較のために従来の定
電圧・定電流電源装置の垂下特性を併記している。図５
の定電圧・定電流電源装置に比べて良好な定電圧特性を
示しており、また図６の定電圧・定電流電源装置に比べ
て良好な定電流特性を示している。すなわち、図５の定
電流特性と図６の定電圧特性を併せ持つことにより、良
好な定電圧特性および定電流特性を持った定電圧・定電
流電源装置を実現している。また、上記実施例の定電圧
・定電流電源装置１は、制御回路６に出力電流が約１．
６ｍＡで出力電圧が約２ｋＶ以下となるとトランジスタ
の発振を停止させるリミッタを備えており、この条件と
なった場合には、トランジスタの発振を停止することに
より、トランス２次側の出力が０となる。FIG. 2 is a diagram showing the drooping characteristics of the constant voltage / constant current power supply device of the above embodiment. For comparison, the drooping characteristics of a conventional constant-voltage / constant-current power supply are also shown. FIG.
6 shows better constant voltage characteristics than the constant voltage / constant current power supply device of FIG. 6, and shows better constant current characteristics than the constant voltage / constant current power supply device of FIG. That is, by having both the constant current characteristic of FIG. 5 and the constant voltage characteristic of FIG. 6, a constant voltage / constant current power supply device having good constant voltage characteristics and constant current characteristics is realized. Further, in the constant voltage / constant current power supply device 1 of the above embodiment, the output current is supplied to the control circuit 6 by about 1.
A limiter is provided for stopping the oscillation of the transistor when the output voltage falls below about 2 kV at 6 mA. If this condition is met, the oscillation of the transistor is stopped, and the output on the secondary side of the transformer becomes zero. .
【００２６】また整流回路４のダイオードＤ１、Ｄ２お
よび整流回路９のダイオードＤ３、Ｄ４の向きを図３に
示す様に逆向きに接続することにより、図１に示す定電
圧・定電流電源装置に対して出力端子に逆極性の出力を
行うことができ、負荷に逆極性の電圧を印加する定電圧
・定電流電源装置を得ることができる。Also, by connecting the diodes D1 and D2 of the rectifier circuit 4 and the diodes D3 and D4 of the rectifier circuit 9 in opposite directions as shown in FIG. 3, the constant voltage / constant current power supply device shown in FIG. On the other hand, a reverse voltage can be output to the output terminal, and a constant voltage / constant current power supply that applies a reverse voltage to the load can be obtained.
【００２７】図４は、この発明の他の実施例である定電
圧・定電流電源装置の構成を示す図である。定電圧・定
電流電源装置２１は、直流電源が入力される入力端子２
２と、前記入力端子２２から入力された電圧を昇圧する
トランス２３と、前記トランス２３の２次側出力が印加
され負荷２４が接続される出力端子２５と、前記トラン
スの１次側に接続されたトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１
２のオン・オフを制御して２次側の出力を制御する制御
回路２６とを備え、さらに前記負荷２４と並列に接続さ
れた分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４を有し、負荷に印加されて
いる出力電圧を検出する出力電圧検出回路２７と、前記
負荷２４および前記分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４を流れる電
流の帰還路に接続された出力電流検出抵抗Ｒ１５を有
し、出力電流を検出する出力電流検出回路２８と、前記
トランス２３の３次巻線の出力電流を制御して前記出力
電流検出回路２８に流す逆電流制御抵抗Ｒ１１とを備え
ている。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a constant voltage / constant current power supply device according to another embodiment of the present invention. The constant voltage / constant current power supply 21 has an input terminal 2 to which a DC power is input.
2, a transformer 23 for boosting a voltage input from the input terminal 22, an output terminal 25 to which a secondary output of the transformer 23 is applied and a load 24 is connected, and a primary side of the transformer. Transistors Tr11, Tr1
And a control circuit 26 for controlling the output of the secondary side by controlling the on / off of the power supply 2 and further having voltage dividing resistors R13 and R14 connected in parallel with the load 24 and applied to the load. An output voltage detecting circuit for detecting an output voltage; an output voltage detecting circuit for detecting an output current; an output voltage detecting circuit for detecting an output current; and an output current detecting resistor connected to a feedback path of a current flowing through the load and the voltage dividing resistors. It includes a circuit 28, and a reverse current control resistor R11 to be supplied to the output current detection circuit 28 controls the output current of the transformer 2 3 3 winding.
【００２８】出力電圧検出回路２７は、直列に接続され
た分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４が負荷２４と並列に接続され
ており、分圧抵抗Ｒ１４の両端の電圧を検出し、この検
出した電圧を整流するダイオードＤ１１、Ｄ１２および
コンデンサＣ１１、Ｃ１２により構成される倍電圧整流
回路を備えており、検出した分圧抵抗Ｒ１４の両端の電
圧を整流し、オペアンプＯＡ１１を介して制御回路２６
に入力する。また、出力電流検出回路２８は、出力電流
検出抵抗Ｒ１５の両端の電圧を検出し、この検出した電
圧を整流するダイオードＤ１３、Ｄ１４およびコンデン
サＣ１３、Ｃ１４により構成される倍電圧整流回路を備
えており、検出した出力電流検出抵抗Ｒ１５の両端の電
圧を整流し、オペアンプＯＡ１２を介して制御回路２６
に入力する。The output voltage detecting circuit 27 has voltage dividing resistors R13 and R14 connected in series and connected in parallel with the load 24, detects the voltage across the voltage dividing resistor R14, and rectifies the detected voltage. A voltage doubler rectifier circuit comprising diodes D11 and D12 and capacitors C11 and C12, which rectifies the detected voltage across the voltage dividing resistor R14, and controls the control circuit 26 via an operational amplifier OA11.
To enter. The output current detection circuit 28 includes a voltage doubler rectification circuit configured to detect the voltage between both ends of the output current detection resistor R15 and to rectify the detected voltage, the diodes D13 and D14 and the capacitors C13 and C14. Rectifies the detected voltage across the output current detection resistor R15, and outputs the rectified voltage to the control circuit 26 via the operational amplifier OA12.
To enter.
【００２９】制御回路２６では、オペアンプＯＡ１１、
ＯＡ１２を介して入力された出力電圧および出力電流の
検出値に基づいてトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２の発
振制御を行って、トランス２３の２次側の交流出力を制
御する。[0029] In the control circuit 2 to 6, an operational amplifier OA11,
OA12 and based on the detected value of the input output voltage and output current conducted oscillation control transistor Tr11, Tr12 through, to control the AC output of the secondary side of the transformer 2 3.
【００３０】定電圧・定電流電源装置２１は、負荷２４
と並列に接続された分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４で負荷２４
に印加されている交流電圧を分圧して検出し、この検出
した交流電圧を整流してオペアンプＯＡ１１を介して制
御回路２６に入力する。また、３次巻線の出力には抵抗
Ｒ１１が接続され、この抵抗Ｒ１１は、分圧抵抗Ｒ１
３、Ｒ１４を介して出力電流検出抵抗Ｒ１５に流れ込む
交流電流と実効値が同じ大きさとなる大きさに設定され
ている。また、３次巻線の接続極性は、分圧抵抗Ｒ１
３、Ｒ１４を介して流れ込む電流と逆位相となる極性に
設定される。したがって、分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４を介
して流れ込む電流を逆電流制御抵抗Ｒ１１を介して流れ
込む電流で打ち消すことができ、出力電流検出抵抗Ｒ５
の両端に発生する電圧は、負荷１１を介して流れ込む電
流（出力電流）に比例することとなり、出力電流の検出
を精度良く行うことができる。The constant-voltage / constant-current power supply 21 includes a load 24
The load 24 is connected to the voltage dividing resistors R13 and R14 connected in parallel with the load 24.
Is divided and detected, and the detected AC voltage is rectified and input to the control circuit 26 via the operational amplifier OA11. A resistor R11 is connected to the output of the tertiary winding, and this resistor R11 is connected to a voltage dividing resistor R1.
3, the magnitude is set to have the same effective value as the AC current flowing into the output current detection resistor R15 via R14. The connection polarity of the tertiary winding is determined by the voltage dividing resistor R1.
3. The polarity is set to be opposite to the current flowing through R14. Therefore, the current flowing through the voltage dividing resistors R13 and R14 can be canceled by the current flowing through the reverse current control resistor R11, and the output current detecting resistor R5
Is proportional to the current (output current) flowing through the load 11, and the output current can be detected with high accuracy.
【００３１】以上のように構成することにより、出力電
圧および出力電流の検出を精度よく行うことができるた
め、良好な定電圧特性および定電流特性を持った交流出
力の定電圧・定電流電源装置を実現することができる。With the above configuration, the output voltage and the output current can be detected with high accuracy, so that an AC output constant voltage / constant current power supply device having good constant voltage characteristics and constant current characteristics. Can be realized.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、負荷
と並列に接続した分圧抵抗の両端の電圧を検出すること
により出力電圧を精度よく検出し、出力電流検出抵抗に
流れ込む分圧抵抗を流れる電流を打ち消すことにより出
力電流も精度良く検出することができる。すなわち、精
度良く出力電圧および出力電流の検出が行えるため、良
好な定電圧特性および定電流特性を定電圧・定電流電源
装置に持たせることができる。As described above, according to the present invention, the output voltage can be accurately detected by detecting the voltage across the voltage dividing resistor connected in parallel with the load, and the voltage divided into the output current detecting resistor can be detected. By canceling the current flowing through the resistor, the output current can be accurately detected. That is, since the output voltage and the output current can be detected accurately, the constant voltage / constant current power supply device can have good constant voltage characteristics and constant current characteristics.
【００３３】また、トランスの３次巻線の出力を利用す
ることにより、トランスの２次側の出力の変動による分
圧抵抗を流れる電流の変化に対応して変化する電流を得
ることができる。このため、この電流を出力電流検出抵
抗に分圧抵抗を介して流れ込む電流と逆向きに流すこと
により、トランス２次側の出力変動の影響を受けずに出
力電流検出抵抗に流れ込む分圧抵抗を流れる電流を打ち
消すことができる。Further, by using the output of the tertiary winding of the transformer, it is possible to obtain a current that changes in response to a change in the current flowing through the voltage dividing resistor due to a change in the output of the secondary side of the transformer. Therefore, by flowing this current into the output current detection resistor in the opposite direction to the current flowing through the voltage dividing resistor, the voltage dividing resistor flowing into the output current detection resistor without being affected by the output fluctuation on the secondary side of the transformer is connected. The flowing current can be canceled.
【００３４】さらに、トランスの２次側出力を整流して
負荷に印加することにより直流電源として使用できる。
また、トランス２次側出力を直接負荷に印加し、検出し
た出力電圧および出力電流を整流して制御部に入力し、
同様の定電圧制御および定電流制御を行えば交流用の定
電圧・定電流電源装置として使用することができる。Further, by rectifying the secondary output of the transformer and applying the rectified output to a load, the transformer can be used as a DC power supply.
Also, the secondary output of the transformer is directly applied to the load, the detected output voltage and output current are rectified and input to the control unit,
If the same constant voltage control and constant current control are performed, it can be used as a constant voltage / constant current power supply for AC.
【００３５】[0035]
【図１】この発明の実施例である定電圧・定電流電源装
置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a constant voltage / constant current power supply device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施例である定電圧・定電流電源装置の垂下
特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing drooping characteristics of the constant voltage / constant current power supply device according to the embodiment.
【図３】この発明の他の実施例である定電圧・定電流電
源装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a constant voltage / constant current power supply device according to another embodiment of the present invention.
【図４】この発明の他の実施例である定電圧・定電流電
源装置の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a constant voltage / constant current power supply device according to another embodiment of the present invention.
【図５】従来の定電圧・定電流電源装置の構成を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional constant voltage / constant current power supply device.
【図６】従来の定電圧・定電流電源装置の構成を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional constant voltage / constant current power supply device.
１、２１−定電圧・定電流電源装置 ３、２３−トランス ４−整流回路 ６、２６−制御回路 ７、２７−出力電圧検出回路 ８、２８−出力電流検出回路 １１−負荷 Ｒ１、Ｒ１１−逆電流制御抵抗 Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１３、Ｒ１４−分圧抵抗 Ｒ５、Ｒ１５−出力電流検出抵抗1, 21-Constant voltage / constant current power supply 3, 23-Transformer 4-Rectifier circuit 6, 26-Control circuit 7, 27-Output voltage detecting circuit 8, 28-Output current detecting circuit 11-Load R1, R11-Reverse current control resistor R3, R4, R13, R14- dividing resistors R 5, R15- output current detection resistor
Claims (4)
ッチングによりトランスの一次側に印加し、このトラン
スの二次側出力を整流平滑して、または該二次側出力を
そのまま負荷に供給するとともに、 前記トランスの２次側に接続された負荷への出力電圧を
検出する出力電圧検出手段と、前記負荷に流れている出
力電流を検出する出力電流検出手段と、前記出力電圧検
出手段および前記出力電流検出手段で検出した検出値に
基づいて出力電圧電流特性が垂下特性となるよう、負荷
電流が所定の大きさになるまでは前記出力電圧の定電圧
制御を行い、負荷電流が所定の大きさ以上となったとき
は出力電流の定電流制御を行う制御回路とを備え、 前記出力電圧検出手段は、負荷と並列に接続された分圧
抵抗によって出力電圧を分圧し、この分圧した電圧値を
そのまままたは整流平滑して検出する手段であり、 前記出力電流検出手段は、前記出力電流の帰還路であっ
て前記分圧抵抗とトランス２次側との間に接続された出
力電流検出抵抗の両端の電圧をそのまままたは整流平滑
して検出する手段であり、 さらに、前記分圧抵抗を流れる電流と逆向きで大きさの
等しい電流を前記出力電流検出抵抗に流す逆電流送出手
段を備えたことを特徴とする定電圧・定電流電源装置。[Claim 1] by applying a DC input voltage to the primary side of the transformer by the switching of the switching element, a secondary output of the transformer is rectified smoothed, or together to supply the secondary side output to the load, the Output voltage detection means for detecting an output voltage to a load connected to a secondary side of a transformer, output current detection means for detecting an output current flowing through the load, the output voltage detection means and the output current detection Load voltage and current characteristics based on the detection value detected by the means.
The constant voltage of the output voltage until the current reaches a predetermined value
When control is performed and the load current exceeds a predetermined value
And a control circuit that performs constant current control of the output current.The output voltage detection means divides the output voltage by a voltage dividing resistor connected in parallel with the load, and outputs the divided voltage value.
The output current detecting means is a feedback path of the output current and is connected between the voltage dividing resistor and a secondary side of the transformer. Voltage as it is or rectified and smoothed
And a reverse current sending means for flowing, through the output current detecting resistor, a current having the same magnitude in a direction opposite to the current flowing through the voltage dividing resistor. Current power supply.
３次巻線に接続された抵抗を介して前記出力電流検出抵
抗に前記分圧抵抗を流れる電流と逆向きで大きさの等し
い電流を流す手段であることを特徴とする請求項１記載
の定電圧・定電流電源装置。2. The reverse current transmitting means supplies a current having the same magnitude in a direction opposite to the current flowing through the voltage dividing resistor to the output current detecting resistor via a resistor connected to a tertiary winding of the transformer. 2. The constant voltage / constant current power supply device according to claim 1, wherein the constant voltage / constant current power supply device is a flowing unit.
において、 前記トランスの２次側に整流回路を設け、前記負荷に前
記整流回路の出力である直流電圧を印加することを特徴
とする定電圧・定電流電源装置。3. The constant voltage / constant current power supply device according to claim 1, wherein a rectifier circuit is provided on a secondary side of the transformer, and a DC voltage that is an output of the rectifier circuit is applied to the load. Constant voltage and constant current power supply.
において、 前記負荷に前記トランスの２次側出力である交流電圧を
直接印加し、 前記出力電圧検出手段は、検出した交流電圧を整流する
整流回路を備え、 前記出力電流検出手段は、検出した交流電圧を整流する
整流回路を備えたことを特徴とする定電圧・定電流電源
装置。4. The constant-voltage / constant-current power supply device according to claim 1, wherein an AC voltage that is a secondary output of the transformer is directly applied to the load, and the output voltage detecting unit detects the detected AC voltage. A constant-voltage / constant-current power supply device comprising: a rectifier circuit for rectifying; and the output current detecting means includes a rectifier circuit for rectifying the detected AC voltage.
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