JPH01238456A - スイッチングレギュレータの位相補償回路 - 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〕 本発明は、帰還回路の位相を補償し、且つコモンモード
ノイズを減少させたスイッチングレギュレータの位相補
償回路に関するものである。

スイッチングレギュレータは、その直流出力電圧を検出
して基準電圧と比較し、その比較結果によりスイッチン
グ素子の導通幅を制御する帰還回路を備えており、又直
流出力電圧を平滑化する為のフィルタを備えているもの
である。従って、このフィルタが前述の帰還回路の経路
内に入ることにより、その位相遅れが問題となり、この
位相遅れを補償する必要がある。その為に位相補償回路
が設けられている。

〔従来の技術〕

従来例のスイッチングレギュレータの位相補償回路は、
例えば、第３図に示す構成を有するものであり、３１は
電源整流回路、３２はトランス、３３は駆動回路、３４
は比較器、３５は鋸歯状波発生器、３６は誤差増幅器、
３７は負荷、Ｑｌｌはトランジスタ、Ｄｌｌ、Ｄ１２は
ダイオード、Ｃ１１〜Ｃ１６はコンデンサ、Ｌｌｌ、Ｌ
１２はリアクトル、ＦＬＩＩ、ＦＬ１２はフィルタ、Ｒ
１１〜Ｒ１５は抵抗、Ｖｒは基準電圧、ＶＣＣは誤差増
幅器３６の動作電圧である。

電源整流回路３１により例えば全波整流された直流電圧
がトランス３２の一次巻線に加えられ、スイッチング素
子としてのトランジスタＱｌｌが駆動回路３３により制
御されて、トランス３２の一次巻線に流れる電流のオン
、オフ制御が行われる。そして、トランス３２の二次巻
線に誘起した電圧は、ダイオードＤｌｌ、Ｄ１２により
整流され、リアクトルＬｉｔとコンデンサＣ１ｌとから
なるフィルタＦＬＩＩ及びリアクトルＬ１２とコンデン
サＣＩ２とからなるフィルタＦＬ１２とにより平滑化さ
れて、負荷３７に直流出力電圧が印加される。

この直流出力電圧は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２により分圧さ
れて誤差増幅器３６の子端子に加えられ、基準電圧Ｖｒ
との差の信号が比較器３４の子端子に加えられ、鋸歯状
波発生器３５からの鋸歯状波信号と比較され、直流出力
電圧が設定値より高くなった場合に、パルス幅が狭くな
るようなパルス幅変調された信号が駆動回路３３に加え
られ、トランジスタＱｌｌの導通幅が制御される。即ち
、直流出力電圧を検出してトランジスタＱｌｌの導通幅
を制御する帰還回路により、直流出力電圧が安定化され
るものである。

この帰還回路に、直流出力電圧の平滑化の為のフィルタ
が含まれるものであり、このフィルタにより、位相が１
８０度遅れることになり、スイッチングレギュレータの
動作が不安定とある。その為に、誤差増幅器３６には、
抵抗Ｒ１４，Ｒ１５とコンデンサＣ１３とからなる位相
補償回路が接続され、フィルタによる位相遅れが補償さ
れる。

又コンデンサＣＬ５．Ｃ１６は、直流出力電圧の出力端
子と筐体との間に接続され、ノイズ成分をバイパスさせ
る為のものである。

又直流出力電圧のリップルを１段のフィルタにより除去
できない場合に、図示のように、２段接続のフィルタＦ
ＬＩＩ、ＦＬ１２が設けられる。

この場合に、フィルタＦＬＩ１．ＦＬＬ２の共振周波数
’　Ｏ１＋　　ｆ　Ｏ！は、リアクトルＬｌｌ、Ｌ１２
のインダクタンスと、コンデンサＣ１ｌ、Ｃ１２の静電
容量との選定により、ｆ６１＜ｆｏｇの関係に設定され
る。例えば、電源整流回路３１に於ける全波整流による
低周波成分を、フィルタＦＬＩＩにより除去するように
、その共振周波数ｆ。ｌを設定し、トランジスタＱｌｌ
のスイッチングによる高周波成分を、フィルタＦＬ１２
により除去するように、その共振周波数ｒｏｔを設定す
ることになる。

このように２段接続のフィルタＦＬＩＩ、ＦＬ１２を設
けた場合は、誤差増幅器３６の一端子と出力端子との間
に接続した位相補償回路のみではフィルタＦＬ１２によ
る位相遅れを補償できないので、２段接続のフィルタＦ
ＬＩＩ、ＦＬ１２の段間と、誤差増幅器３６の子端子と
の間に、コンデンサＣ１４からなる位相補償回路を接続
する。

即ち、フィルタＦＬ１２による遅れをコンデンサＣ１４
からなる位相補償回路により進み補償するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の従来例に於いて、コンデンサＣ１４からなる位相
補償回路により位相補償を行わせる為には、直流出力電
圧の接地側出力端子の電位と、誤差増幅器３６の接地電
位とを同一とする必要がある。従って、フィルタＦＬＩ
Ｉ、ＦＬ１２を構成するりアクドルＬｌｌ、Ｌ１２は、
出力回路の片線側のみに接続されている。その為、トラ
ンジスタＱｌｌのスイッチング等によるコモンモードノ
イズは、リアクトルＬｌｌ、ＬＬ２を接続した側では、
これらのりアクドルＬｌｌ、Ｌ１２とコンデンサＣ１５
とにより減衰させることができる。

しかし、接地側では、このような作用がないことにより
、コモンモードノイズを減衰させることができない欠点
があった。

本発明は、前述のようなコモンモードノイズを充分に減
衰させることができる位相補償回路を提供することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のスイッチングレギュレータの位相補償回路は、
１段目のフィルタから補助トランスを介して誤差増幅器
に交流帰還を施すものであり１、第１図を参照して説明
する。

直流出力電圧を検出して比較回路１０により基準電圧と
比較し、その比較結果によりスイッチング素子の導通幅
を制御して、電源整流回路により整流して主トランスの
一次巻線に流す電流を制御し、直流出力電圧を一定化す
るスイノチングレギュＩ／−夕に於いて、直流出力電圧
の出力回路の両線にそれぞれリアクトル１ａ、Ｉｂ、２
ａ、２ｂを接続し、且つ両線間にコンデンサ３．４を接
続した２段接続のフィルタ５．６を設け、この２段接続
のフィルタ５．６の段間に、直流遮断用のコンデンサ７
を介して、補助トランス８の一次巻線を接続し、この補
助トランス８の二次巻線に、交流帰還用コンデンサ９を
介して、直流出力電圧の検出値を加える比較回路１０の
端子に接続したものである。

〔作用〕

主トランスの一次巻線に接続したスイッチング素子の導
通幅を制御し、その主トランスの二次巻線に誘起した電
圧を整流回路により整流し、その整流出力をフィルタ５
．６により平滑化して直流出力電圧とし、この直流出力
電圧を抵抗により分圧して比較回路１０により基準電圧
と比較し、その比較結果により前記スイッチング素子を
制御することにより直流出力電圧を一定化する。なお、
２　段接ｔＥのフィルタ５，６の１段目のフィルタ５に
よる位相遅れについては、従来と同様に、比較回路１０
内に位相補償回路が設けられている。

そして、２段接続のフィルタ５．６の段間に、直流遮断
用のコンデンサ７を介して補助トランス８の一次巻線を
接続し、その二次巻線に交流帰還用コンデンサ９を接続
して、フィルタ６による位相遅れを補償する。

この場合、補助トランス８を介して交流帰還が行われる
ので、直流出力電圧の接地側出力端子の電位と、比較回
路１０の接地電位とは同一電位でなくでも、交流帰還を
行うことができる。

又出力回路の両線にリアクトル１ａ、ｌｂ、２ａ、２ｂ
を接続したことにより、両線に於けるコモンモードノイ
ズを防止することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例の回路図であり、１１は電源整
流回路、１２は主トランス、１３はトランジスタＱ１の
導通幅を制御する駆動回路、１４は比較器、１５は鋸歯
状波発生器、１６は誤差増幅器、１７は補助トランス、
１８は負荷、Ｄｉ。

Ｄ２はダイオード、０１〜Ｃ７はコンデンサ、Ｒ１−Ｒ
５は抵抗、Ｌ１ａ、Ｌｌｂ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂはリアクト
ル、ＦＬＩはリアクトルＬ１ａ、Ｌ１ｂとコンデンサＣ
１とからなるフィルタ、ＦＬ２はリアクトルＬ２ａ、Ｌ
２ｂとコンデンサＣ２とからなるフィルタ、Ｖｒは基準
電圧、ＶＣＣは誤差増幅器１６の動作電圧である。

誤差増幅器１６の一端子と出力端子との間に接続した抵
抗Ｒ４，Ｒ５とコンデンサＣ３とからなる位相補償回路
は、従来例と同様である。又負荷１８に印加する直流出
力電圧を一定化する動作についても、従来例と同様であ
るから、重複する説明は省略する。

駆動回路１３と、比較器１４と、鋸歯状波発生器１５と
、誤差増幅器１６とを含めて、第１図の比較回路１０が
構成されており、又リアクトルＬ１ａ、Ｌｌｂ、Ｌ２ａ
、Ｌ２ｂはコアを共用したコイルからなり、直流出力電
圧の出力回路の両線にそれぞれ接続され、又その両線間
にコンデンサＣ１，Ｃ２が接続されている。このように
出力回路の両線にリアクトルが接続されていることによ
り、両線に於けるコモンモードノイズを除去することが
できる。

又リアクトルＬ１ａ、ＬｌｂとコンデンサＣＩとからな
るフィルタＦＬＩと、リアクトルＬ２ａ、Ｌ２ｂとコン
デンサＣ２とからなるフィルタＦＬ２との２段接続の段
間に、直流遮断用の比較的容量の大きいコンデンサＣ４
を介して補助トランス１７の一次巻線を接続し、その二
次巻線に交流帰還用コンデンサＣ５を介して誤差増幅器
１６の＋端子を接続する。即ち、直流出力電圧の分圧用
の抵抗Ｒ１の両端に、補助トランス１７の二次巻線とコ
ンデンサ５との直列回路が接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ２に
より分圧された直流出力電圧に、補助トランス１７とコ
ンデンサ５とを介して交流成分が帰還され、フィルタＦ
Ｌ２による位相遅れを補償することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、直流出力電圧の出力回
路の両線に、それぞれリアクトルｌａ。

ｌｂ、２ａ、２ｂを接続し、その両線間にコンデンサ３
，４を接続して、２段接続のフィルタ５゜６を構成し、
又そのフィルタ５．６の段間に、直流遮断用のコンデン
サ７を介して補助トランス８の一次巻線を接続し、その
二次巻線に交流帰還用のコンデンサ９を介して比較回路
１０の検出電圧印加端子に接続したものであり、トラン
ス結合により交流帰還を行うことにより、比較回路１０
の接地電位と、直流出力電圧の出力端子の電位とを異な
らせても、２段目のフィルタ６による位相遅れを補償す
ることが可能となる。

又出力回路の両線にそれぞれリアクトル１ａ＋ｌｂ、２
ａ、２ｂを接続したことにより、両線に於けるコモンモ
ードノイズを除去し、負荷に安定化した直流出力電圧を
印加することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
の回路図、第３図は従来例の回路図である。 １ａ、ｌｂ、２ａ、２ｂはリアクトル、３．４はコンデ
ンサ、５．６はフィルタ、７は直流遮断用コンデンサ、
８は補助トランス、９は交流帰還　　、用コンデンサ、
１０は比較回路である。 特許出願人　　富士通電装株式会社 代理人弁理士　　相　谷　昭　司 代理人弁理士　　渡　邊　弘　− 子 本発明の原理説明図 第１図 ａｌｌ’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　直流出力電圧を検出して比較回路（１０）により基準
   電圧と比較し、比較結果によりスイッチング素子の導通
   幅を制御して、前記直流出力電圧を一定化するスイッチ
   ングレギュレータに於いて、前記直流出力電圧の出力回
   路の両線にそれぞれリアクトル（１ａ、１ｂ、２ａ、２
   ｂ）を接続し、且つ前記両線間にコンデンサ（３、４）
   を接続した２段接続のフィルタ（５、６）を設け、該２
   段接続のフィルタ（５、６）の段間に、直流遮断用のコ
   ンデンサ（７）を介して、補助トランス（８）の一次巻
   線を接続し、該補助トランス（８）の二次巻線に交流帰
   還用コンデンサ（９）を介して、前記直流出力電圧の検
   出値を加える前記比較回路（１０）の端子に接続した ことを特徴とするスイッチングレギュレータの位相補償
   回路。