JPH01321860A - 電源回路 - Google Patents
電源回路Info
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- JPH01321860A JPH01321860A JP1096571A JP9657189A JPH01321860A JP H01321860 A JPH01321860 A JP H01321860A JP 1096571 A JP1096571 A JP 1096571A JP 9657189 A JP9657189 A JP 9657189A JP H01321860 A JPH01321860 A JP H01321860A
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
- G05F1/16—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
- G05F1/20—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
この発明は一般的には電源に関し、より詳しくは整流さ
れたＤＣ出力電圧を発生するために可変ＡＣ線電圧を処
理するのに適合した電圧調節（ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇ
ｕｌａｔｉｎｇ）回路に関する。
れたＤＣ出力電圧を発生するために可変ＡＣ線電圧を処
理するのに適合した電圧調節（ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇ
ｕｌａｔｉｎｇ）回路に関する。
Ｂ、従来技術
たいていの電源、特にコンピュータなどの精密電子装置
に使用される電源は、一定電流で一定電圧を与えるもの
でなくてはならない。通常、最大負荷での許容される偏
差は±５％の範囲内にある。
に使用される電源は、一定電流で一定電圧を与えるもの
でなくてはならない。通常、最大負荷での許容される偏
差は±５％の範囲内にある。
好適には、電源は低価格で比較的わずかの電力しか消費
しないものであるべきである。
しないものであるべきである。
典型的な電源はＡＣ入力線電圧に接続された１次巻線と
、１次巻線に相開して配置された２大巻ｕＩを有する。
、１次巻線に相開して配置された２大巻ｕＩを有する。
そして２次巻線には整流回路が接続されている。整流回
路は２次巻線にあられれるＡＣ電圧を処理して、キャパ
シタの両端に所望のＤＣ電圧を供与する。
路は２次巻線にあられれるＡＣ電圧を処理して、キャパ
シタの両端に所望のＤＣ電圧を供与する。
さて、設計者が直面する問題の１つに、入力ＡＣ電圧が
広い範囲に亘って変動する、ということがある。それに
対する自明な解決策は、比較的大きい電力を消費する調
節回路を設計することである。こうすれば、入力ＡＣ線
電圧が最小から最大へ変動するにつれて調節回路内でよ
り多くの電力が消費されて所与の電流で所望の電圧を与
える訳である。しかし、比較的多量のエネルギを消費す
る調節装置はそのコストも比較的大きいものになるがゆ
えに、そのような設計は許容できない。−般に信じられ
ているところによれば、そのような大きいコストは、装
置が出力する電力よりもむしろ、放散しなくてはならな
い高エネルギに整合するように、装置に使用される素子
を選択しなくてはならないという事実に由来する。また
、たいていの設計において、装置のコストと電力の定格
にはかなりの相関があるというのが常識である。このた
め、電力定格が増大するにつれて、装置のコストも増大
する。従って、回路が非効率であるがゆえの高電力に定
格する素子を有するのではなく、出力電力定格に近い放
熱を行う素子を有する装置を設計することが望ましい。
広い範囲に亘って変動する、ということがある。それに
対する自明な解決策は、比較的大きい電力を消費する調
節回路を設計することである。こうすれば、入力ＡＣ線
電圧が最小から最大へ変動するにつれて調節回路内でよ
り多くの電力が消費されて所与の電流で所望の電圧を与
える訳である。しかし、比較的多量のエネルギを消費す
る調節装置はそのコストも比較的大きいものになるがゆ
えに、そのような設計は許容できない。−般に信じられ
ているところによれば、そのような大きいコストは、装
置が出力する電力よりもむしろ、放散しなくてはならな
い高エネルギに整合するように、装置に使用される素子
を選択しなくてはならないという事実に由来する。また
、たいていの設計において、装置のコストと電力の定格
にはかなりの相関があるというのが常識である。このた
め、電力定格が増大するにつれて、装置のコストも増大
する。従って、回路が非効率であるがゆえの高電力に定
格する素子を有するのではなく、出力電力定格に近い放
熱を行う素子を有する装置を設計することが望ましい。
従来技術は上述の設計に開運する問題を既に認識してお
り、いくつかの代替設計回路を提示するに至っている。
り、いくつかの代替設計回路を提示するに至っている。
米国特許第３９２１０５９号はそのような従来技術の一
例である。この特許では、電力トランスの２次巻線に接
続された複数のトライフック・タップが、ある範囲の出
力電圧を与えるためにスイッチされる。トライフックを
スイッチするためには、シフトレジスタと光アイソレー
タをもつ制御回路が使用される。
例である。この特許では、電力トランスの２次巻線に接
続された複数のトライフック・タップが、ある範囲の出
力電圧を与えるためにスイッチされる。トライフックを
スイッチするためには、シフトレジスタと光アイソレー
タをもつ制御回路が使用される。
米国特許第４４５４４６６号には、スイッチされた１次
巻線が可変電圧を与え、これが、負荷に対する一定電圧
を供与するために直列調節回路によって処理される電源
について述べられている。
巻線が可変電圧を与え、これが、負荷に対する一定電圧
を供与するために直列調節回路によって処理される電源
について述べられている。
また、所望の出力電圧を与えるために必要な１次巻線を
選択するスイッチを駆動するためにアップ・ダウン・カ
ウンタ回路が使用される。
選択するスイッチを駆動するためにアップ・ダウン・カ
ウンタ回路が使用される。
ＩＢＭ テクニカル・ディスクロジャ・プルティン（
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌ
ｅｔｉｎ） Ｖｏｌ。
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌ
ｅｔｉｎ） Ｖｏｌ。
１３、Ｎｏ、６．１９７０年１１月、ｐｐ、１５１６−
１５１７及び米国特許第４０９０２３４号には、電力ト
ランスの２次巻線の巻線比を効率的に変更するためにダ
イオードとＳＣＲのタップが選択的に導通される電圧調
節回路が記載されている。
１５１７及び米国特許第４０９０２３４号には、電力ト
ランスの２次巻線の巻線比を効率的に変更するためにダ
イオードとＳＣＲのタップが選択的に導通される電圧調
節回路が記載されている。
上述の装置はそれらめいめいが意図した目的には良好に
動作するけれども、それらは、その用途を阻害してしま
うような問題によって困窮している。すなわち、おそら
く最も主要な問題は自動タップ設定機能をラッチしなく
てはならないということである。このことは、コイルを
選択するためのスイッチングをｖ１間的に行うことがで
きないということを意味する。なぜなら、ラッチ機能を
与えるカウンタまたはラッチを瞬間的に変化させること
ができないからである。言いかえると、ラッチ素子が変
化される速度は、コイルをスイッチすることができる速
度である。また、カウンタやその他のラッチ素子は、各
クロック・サイクル毎に変化させることができるにすぎ
ない。このため、コイルはクロック・サイクルに基づい
て１がスイッチすることができない。そして、クロック
・サイクルの間にコイルをスイッチさせようとするいか
なる試みも禁止される。しかし、コイルを瞬間的にスイ
ッチさせなくてはならないような調節回ｍを必要とする
いくつかの高感度の装置（コンピュータなど）が存在す
る。これらの装置については、従来技術の調節回路や電
源を使用することができない。
動作するけれども、それらは、その用途を阻害してしま
うような問題によって困窮している。すなわち、おそら
く最も主要な問題は自動タップ設定機能をラッチしなく
てはならないということである。このことは、コイルを
選択するためのスイッチングをｖ１間的に行うことがで
きないということを意味する。なぜなら、ラッチ機能を
与えるカウンタまたはラッチを瞬間的に変化させること
ができないからである。言いかえると、ラッチ素子が変
化される速度は、コイルをスイッチすることができる速
度である。また、カウンタやその他のラッチ素子は、各
クロック・サイクル毎に変化させることができるにすぎ
ない。このため、コイルはクロック・サイクルに基づい
て１がスイッチすることができない。そして、クロック
・サイクルの間にコイルをスイッチさせようとするいか
なる試みも禁止される。しかし、コイルを瞬間的にスイ
ッチさせなくてはならないような調節回ｍを必要とする
いくつかの高感度の装置（コンピュータなど）が存在す
る。これらの装置については、従来技術の調節回路や電
源を使用することができない。
ここで、上述のテクニカル・ディスクロジャ・プルティ
ンや米国特許第４０９０２３４号が、ラッチでなく５ｃ
ｒｔを使用していることに留意されたい。しかしＳＣＲ
の本質的な特性の１つに、ＳＣＲを変化させ得るように
なる前にＳＣＲは所望の状態（導通または非導通）にと
どまっていなくてはならない、ということがある。この
点ではＳＣＲはラッチとして動作する。また、米国特許
第４０９０２３４号は、ＳＣＲを駆動するための個別の
電源を必要とする。このことは回路をより複雑にしコス
トを上昇させる。前述の米国特許第４４５４４６６号も
またコストの上昇からまぬがれない。なぜなら、スイッ
チングはトランスの１次側で行なわれ、その結果、１次
巻線で高電流高電圧を処理するために素子の定格が大き
いものになる。また、いくつかの従来技術はスイッチン
グ回路に光アイソレーション謙たはトライフックを使用
しているが、これらの素子は高価であって電源の全体の
コストを増大させる。
ンや米国特許第４０９０２３４号が、ラッチでなく５ｃ
ｒｔを使用していることに留意されたい。しかしＳＣＲ
の本質的な特性の１つに、ＳＣＲを変化させ得るように
なる前にＳＣＲは所望の状態（導通または非導通）にと
どまっていなくてはならない、ということがある。この
点ではＳＣＲはラッチとして動作する。また、米国特許
第４０９０２３４号は、ＳＣＲを駆動するための個別の
電源を必要とする。このことは回路をより複雑にしコス
トを上昇させる。前述の米国特許第４４５４４６６号も
またコストの上昇からまぬがれない。なぜなら、スイッ
チングはトランスの１次側で行なわれ、その結果、１次
巻線で高電流高電圧を処理するために素子の定格が大き
いものになる。また、いくつかの従来技術はスイッチン
グ回路に光アイソレーション謙たはトライフックを使用
しているが、これらの素子は高価であって電源の全体の
コストを増大させる。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点
この発明の目的は、従来可能であったよりも効率的な電
源及び調節回路を提供することにある。
源及び調節回路を提供することにある。
Ｄ０問題点を解決するための手段
本発明の電源は、大型キャパシタにより接続された線型
調節回路（レギュレータ）を有し、その大型キャパシタ
は、電力トランスの２次巻線の割当てられたタップ上の
電圧レベルをモニタする複数のスイッチ回路によってチ
ャージされる。そして、めいめいの巻線上で電圧レベル
が変化するにつれて、異なる巻線比の２次巻線によって
大型キャパシタがチャージされるように、複数のスイッ
チング回路のうちの１つが自動的に選択される。
調節回路（レギュレータ）を有し、その大型キャパシタ
は、電力トランスの２次巻線の割当てられたタップ上の
電圧レベルをモニタする複数のスイッチ回路によってチ
ャージされる。そして、めいめいの巻線上で電圧レベル
が変化するにつれて、異なる巻線比の２次巻線によって
大型キャパシタがチャージされるように、複数のスイッ
チング回路のうちの１つが自動的に選択される。
線型レギュレータの出力端子に亘って出力キャパシタが
接続されている。大型キャパシタの両端の電圧範囲は、
２次巻線上のタップの数と、スイッチ回路の数によって
制御される。このようにタップとスイッチ回路の数が増
大するにつれて、大型キャパシタ両端の電圧の窓が減少
し、線型レギュレータ中で発散される電力もまた減少す
る。
接続されている。大型キャパシタの両端の電圧範囲は、
２次巻線上のタップの数と、スイッチ回路の数によって
制御される。このようにタップとスイッチ回路の数が増
大するにつれて、大型キャパシタ両端の電圧の窓が減少
し、線型レギュレータ中で発散される電力もまた減少す
る。
タップは、２次巻線の選択された点に接続された複数の
ダイオードから形成される。中心タップ導体が２次巻線
の中心タップをアース電位へと接続する。各ダイオード
は、ダイオードと直列に接続されたスイッチ・トランジ
スタを有するスイッチ回路に接続されている。スイッチ
・トランジスタには差動増幅器が接続され、差動増幅器
には基準電圧発生手段が接続される。
ダイオードから形成される。中心タップ導体が２次巻線
の中心タップをアース電位へと接続する。各ダイオード
は、ダイオードと直列に接続されたスイッチ・トランジ
スタを有するスイッチ回路に接続されている。スイッチ
・トランジスタには差動増幅器が接続され、差動増幅器
には基準電圧発生手段が接続される。
Ｅ、実施例
第１図は、本発明の教示に従う電源回路の回路図である
。その構成と動作原理は次のとおりである。すなわち、
電力トランスの２次巻線には複数のダイオード・タップ
（ＣＲＩないしＣＲ６）が配置されている。これらのダ
イオードは、複数のタップ選択回路に接続され、タップ
選択回路は、ＡＣ線電圧が電力トランスの１次巻線で変
動するにつれて、キャパシタＣ１をチャージするために
異なるグループの２次コイルを選択する。線形回路ＬＲ
Ｉは、キャパシタＣ１に発生された電圧を処理して、キ
ャパシタＣ２における所望の電流での一定電圧Ｖｏｕｔ
を与える。
。その構成と動作原理は次のとおりである。すなわち、
電力トランスの２次巻線には複数のダイオード・タップ
（ＣＲＩないしＣＲ６）が配置されている。これらのダ
イオードは、複数のタップ選択回路に接続され、タップ
選択回路は、ＡＣ線電圧が電力トランスの１次巻線で変
動するにつれて、キャパシタＣ１をチャージするために
異なるグループの２次コイルを選択する。線形回路ＬＲ
Ｉは、キャパシタＣ１に発生された電圧を処理して、キ
ャパシタＣ２における所望の電流での一定電圧Ｖｏｕｔ
を与える。
第１図を参照すると、この電源回路の主要な構成部分は
、出力キャパシタＣ２と、線形レギュレータ回！、Ｌ
Ｒ１と、窓キャパシタＣ１と、１次巻線１−２及び２次
巻線３−４．４−５．５−６．６−７．７−８．８−９
．９−Ｎを有する電力トランスと、複数のダイオード・
タップ（ＣＲ１ないしＣＲ６）と、複数のタップ選択回
路１０．１２．１４ ・・・ Ｎからなる。
、出力キャパシタＣ２と、線形レギュレータ回！、Ｌ
Ｒ１と、窓キャパシタＣ１と、１次巻線１−２及び２次
巻線３−４．４−５．５−６．６−７．７−８．８−９
．９−Ｎを有する電力トランスと、複数のダイオード・
タップ（ＣＲ１ないしＣＲ６）と、複数のタップ選択回
路１０．１２．１４ ・・・ Ｎからなる。
出力キャパシタＣ２は出力電圧の濾過を行う。
本発明の好適な実施例では、一定出力電圧は５■±５％
であり、電流は最大負荷で０，５アンペアである。
であり、電流は最大負荷で０，５アンペアである。
尚、本発明の教示から逸脱することなく他の出力電力定
格を与えることが当業者の能力の範囲内であることは勿
論である。線形レギュレータ回路はキャパシタＣ１の両
端の電圧を入力してそれを調節して所望の電圧を発生す
る。この縁形レギュレータは、入力電圧を調節するため
の必要な回路を有する慣用的な常備モジュールである。
格を与えることが当業者の能力の範囲内であることは勿
論である。線形レギュレータ回路はキャパシタＣ１の両
端の電圧を入力してそれを調節して所望の電圧を発生す
る。この縁形レギュレータは、入力電圧を調節するため
の必要な回路を有する慣用的な常備モジュールである。
この発明の好適な実施例では、ＳＧＳコーポレーション
によって製造された線形レギュレータ・モジュールＬ７
８００が使用された。尚勿論、本発明の範囲から逸脱す
ることなく他のタイプのレギュレータ回路を使用するこ
とができる。
によって製造された線形レギュレータ・モジュールＬ７
８００が使用された。尚勿論、本発明の範囲から逸脱す
ることなく他のタイプのレギュレータ回路を使用するこ
とができる。
タップ選択回路１０．１２．１４−Ｎは同一である。そ
の機能は、２次巻線上の割当てられたタップまたは点を
モニタして、端子ＡＣＨ及びＡＣＮ間の入力ＡＣ４ｇｌ
電圧が予め割当てられた電圧範囲内で変動するにつれて
、キャパシタＣ１ｌチャージする異なる２次コイルの組
を選択するものである。
の機能は、２次巻線上の割当てられたタップまたは点を
モニタして、端子ＡＣＨ及びＡＣＮ間の入力ＡＣ４ｇｌ
電圧が予め割当てられた電圧範囲内で変動するにつれて
、キャパシタＣ１ｌチャージする異なる２次コイルの組
を選択するものである。
予め割当てられた電圧範囲は、複数のグループに分割さ
れ、そのおのおののグループが割当てられた電圧範囲を
カバーする。同様に、２次巻線も複数の異なる巻線ある
いはコイルに分割される。
れ、そのおのおののグループが割当てられた電圧範囲を
カバーする。同様に、２次巻線も複数の異なる巻線ある
いはコイルに分割される。
好適には、入力電圧範囲のグループ分けの数と２次コイ
ルのグループ分けの数は同一であるべきである。すなわ
ち、もし可変入力端子範囲がｎ個のグループに分けられ
るなら、２次巻線もｎ個のグループに分けられるべきで
ある。さらに、巻線の異なるグループは、入力ＡＣ線電
圧がその割当てられた範囲内で変動するにつれてキャパ
シタＣ１をチャージするように選択すべきである。
ルのグループ分けの数は同一であるべきである。すなわ
ち、もし可変入力端子範囲がｎ個のグループに分けられ
るなら、２次巻線もｎ個のグループに分けられるべきで
ある。さらに、巻線の異なるグループは、入力ＡＣ線電
圧がその割当てられた範囲内で変動するにつれてキャパ
シタＣ１をチャージするように選択すべきである。
この発明の好適な実施例では、入力Ａ ＣＮｊＡ電圧は
交流７０Ｖと交流２５９■の間で変動する。入力ＡＣ線
電圧は等しい３つの電圧範囲、すなわち７０〜１０７■
、１０７〜１６３■及び１６３〜２５９Ｖに分けられる
。同様に２次コイルは、アルファベット文字ＬＬ％ＭＭ
及びＨＨで識別されるグループとして配列されている。
交流７０Ｖと交流２５９■の間で変動する。入力ＡＣ線
電圧は等しい３つの電圧範囲、すなわち７０〜１０７■
、１０７〜１６３■及び１６３〜２５９Ｖに分けられる
。同様に２次コイルは、アルファベット文字ＬＬ％ＭＭ
及びＨＨで識別されるグループとして配列されている。
この実施例では、ＡＣ線電圧と巻線は同一のグループ分
けとなっている。また、中心タップ導体１６が２次巻線
の中心タップをアース電位に接続する。尚、ここでは入
力ＡＣ電圧を処理するために３つのタップ巻線が使用さ
れているけれども、このことは本発明の技術的範囲を限
定するものとして解釈されるへきでない。なぜなら、本
発明の範囲を逸脱することなく２次巻線タップの数ある
いは入力線電圧の分割数を当業者なら容易に増減できる
からである。また後で説明するが、タップの数が増加す
るにつれて、キャパシタＣ１上の電圧の窓が小さくなり
従って出力に一定電圧を与えるために線形レギュレータ
でよりわずかのエネルギを放散するだけでよくなる。ま
た、第１図のＮという文字は、ダイオード・タップをも
つ２次コイルと選択回路をさらに多く使用してもよいこ
とを意味していることに注意されたい。
けとなっている。また、中心タップ導体１６が２次巻線
の中心タップをアース電位に接続する。尚、ここでは入
力ＡＣ電圧を処理するために３つのタップ巻線が使用さ
れているけれども、このことは本発明の技術的範囲を限
定するものとして解釈されるへきでない。なぜなら、本
発明の範囲を逸脱することなく２次巻線タップの数ある
いは入力線電圧の分割数を当業者なら容易に増減できる
からである。また後で説明するが、タップの数が増加す
るにつれて、キャパシタＣ１上の電圧の窓が小さくなり
従って出力に一定電圧を与えるために線形レギュレータ
でよりわずかのエネルギを放散するだけでよくなる。ま
た、第１図のＮという文字は、ダイオード・タップをも
つ２次コイルと選択回路をさらに多く使用してもよいこ
とを意味していることに注意されたい。
第１図をさらに参照すると、各コイルのグループの両端
の電圧は整流され、キャパシタＣ１をチャージするため
にタップ選択回路のうちの１つによってスイッチされる
。すなわち、Ｌ６（第１図において「Ｌ」で示される点
と「６」で示される点を併せてこのように記すことにす
る）にあられれる電圧は、素子ＣＲＩ、ＣＲ６、及びＣ
３によって整流される。同様に、端子Ｍ６にあられれる
電圧は、ダイオードＣＲ２、ＣＲ５とキャパシタＣ４に
よって整流される。最後に、端子Ｈ６にあられれる電圧
は、ダイオードＣＲ３、ＣＲ４及びＣ１によって整流さ
れる。尚、入力ＡＣ電圧が低い範囲にあるとき（すなわ
ち交流の７０ないし１０７Ｖ）、端子Ｌ６の電圧がキャ
パシタＣ１をチャージするように選択される。同様に、
入力電圧が中間範囲、すなわち交流の１０７ないし１６
３■であるとき、Ｍ６の電圧がキャパシタＣ１をチャー
ジするために選択される。
の電圧は整流され、キャパシタＣ１をチャージするため
にタップ選択回路のうちの１つによってスイッチされる
。すなわち、Ｌ６（第１図において「Ｌ」で示される点
と「６」で示される点を併せてこのように記すことにす
る）にあられれる電圧は、素子ＣＲＩ、ＣＲ６、及びＣ
３によって整流される。同様に、端子Ｍ６にあられれる
電圧は、ダイオードＣＲ２、ＣＲ５とキャパシタＣ４に
よって整流される。最後に、端子Ｈ６にあられれる電圧
は、ダイオードＣＲ３、ＣＲ４及びＣ１によって整流さ
れる。尚、入力ＡＣ電圧が低い範囲にあるとき（すなわ
ち交流の７０ないし１０７Ｖ）、端子Ｌ６の電圧がキャ
パシタＣ１をチャージするように選択される。同様に、
入力電圧が中間範囲、すなわち交流の１０７ないし１６
３■であるとき、Ｍ６の電圧がキャパシタＣ１をチャー
ジするために選択される。
上述のように、キャパシタＣ１をチャージするために使
用されるコイルの組を選択する選択回路は同一である。
用されるコイルの組を選択する選択回路は同一である。
このため、番号１０で識別される回路の１つの回路のみ
しか詳細に図示されていない。しかし、番号１２で識別
されるようなほかの回路も構成と機能が統一である事を
理解されたい。
しか詳細に図示されていない。しかし、番号１２で識別
されるようなほかの回路も構成と機能が統一である事を
理解されたい。
第１図をさらに参照すると、めいめいのタップ選択回路
は、トランジスタＱ３及びＱ４によって形成される作動
増幅器に接続されるＱｌなどのスイッチング・トランジ
スタを有している。簡単のために、回路１２内の素子を
識別するために、回路１０の素子と同一の参照符号Ｑ２
、Ｑ５などが使用されている。作動増幅器トランジスタ
のエミッタ端子は、抵抗Ｒ４を介してアースに接続され
ている。回路１８によって形成された定？′！流源には
ツェナー・ダイオードＣＲＩ １が接続されている。こ
のツェナー・ダイオードとそれに接続された定電流源は
、Ｃ３のベースと、ノード２０に接続された作動増幅器
の対応するトランジスタのベースに約５Ｖの基準電圧を
与える。
は、トランジスタＱ３及びＱ４によって形成される作動
増幅器に接続されるＱｌなどのスイッチング・トランジ
スタを有している。簡単のために、回路１２内の素子を
識別するために、回路１０の素子と同一の参照符号Ｑ２
、Ｑ５などが使用されている。作動増幅器トランジスタ
のエミッタ端子は、抵抗Ｒ４を介してアースに接続され
ている。回路１８によって形成された定？′！流源には
ツェナー・ダイオードＣＲＩ １が接続されている。こ
のツェナー・ダイオードとそれに接続された定電流源は
、Ｃ３のベースと、ノード２０に接続された作動増幅器
の対応するトランジスタのベースに約５Ｖの基準電圧を
与える。
第１図をさらに参照して、本発明の電源回路のより詳し
い説明を行う。素子ＣＲＩＩは、ノード２０上に基準信
号を与える５■ツエナー・ダイオードである。素子ＣＲ
９、ＣｒｔＩＯｌＲｌ、Ｒ２及びＣ７は、ツェナー・ダ
イオードＣＲＩ １の電力散逸を限定する６ミリアンペ
アの定電流源を構成する。端子Ｌ６に与えられた高いト
ランス出力電圧は、素子ＣＲＩ、ＣＲ６、及びＣ３によ
って整流される。Ｒ５及びＲ６は、電圧分割器を形成し
、ＶＯ２が１１．５Ｖに達した時にＣ４のベースが５．
０■に達するように選択される。Ｑｌのエミッタ・コレ
クタ電圧は、１ボルトである。ＶＯ２が１１．５Ｖより
小さい場合、Ｃ４はオフでありＣ３はオンである。ＶＯ
２が１１．５Ｖよりも大きい きい場合、Ｃ４はオンでＣ３はオフである。尚、Ｃ３が
オンのときはＱｌは必ずオンであり、その結果Ｃ１がチ
ャージされることに留意されたい。
い説明を行う。素子ＣＲＩＩは、ノード２０上に基準信
号を与える５■ツエナー・ダイオードである。素子ＣＲ
９、ＣｒｔＩＯｌＲｌ、Ｒ２及びＣ７は、ツェナー・ダ
イオードＣＲＩ １の電力散逸を限定する６ミリアンペ
アの定電流源を構成する。端子Ｌ６に与えられた高いト
ランス出力電圧は、素子ＣＲＩ、ＣＲ６、及びＣ３によ
って整流される。Ｒ５及びＲ６は、電圧分割器を形成し
、ＶＯ２が１１．５Ｖに達した時にＣ４のベースが５．
０■に達するように選択される。Ｑｌのエミッタ・コレ
クタ電圧は、１ボルトである。ＶＯ２が１１．５Ｖより
小さい場合、Ｃ４はオフでありＣ３はオンである。ＶＯ
２が１１．５Ｖよりも大きい きい場合、Ｃ４はオンでＣ３はオフである。尚、Ｃ３が
オンのときはＱｌは必ずオンであり、その結果Ｃ１がチ
ャージされることに留意されたい。
ＣＲＴは７．４ｖのツェナー・ダイオードであり、これ
は、Ｃ３のエミッタからベースへの降伏７Ｉ！ニー防止
するために必要である。また、ＣＲＴがないと、ＶＩＮ
が交流で約２５９■に達した時にＶＱ４のベースが約１
７Ｖまで上昇することに注意されたい。
は、Ｃ３のエミッタからベースへの降伏７Ｉ！ニー防止
するために必要である。また、ＣＲＴがないと、ＶＩＮ
が交流で約２５９■に達した時にＶＱ４のベースが約１
７Ｖまで上昇することに注意されたい。
端子Ｍ６の中間トランス電圧は、素子ＣＲ２、ＣＲ５及
びＣ４によって整流される。作動増幅器は、素子Ｑ５、
Ｃ６、及びＲ３によって形成される。Ｒ７およびＲ８は
、電圧分割器を形成する。
びＣ４によって整流される。作動増幅器は、素子Ｑ５、
Ｃ６、及びＲ３によって形成される。Ｒ７およびＲ８は
、電圧分割器を形成する。
これらの抵抗の値は、ＶＯ２（Ｃ４の両端の電圧）が１
１．５Ｖに達したときＣ６のベース上の電圧が５■に達
するように選択される。そのとき、Ｃ２のベース・エミ
ッタ電圧も、１■である。もしＶＯ４が１１．５Ｖより
もイ氏いなら、Ｃ６はオフでＣ５はオンである。もしＶ
Ｏ２が１１．５Ｖよりも高いなら、Ｃ６はオンでＣ５は
オフである。
１．５Ｖに達したときＣ６のベース上の電圧が５■に達
するように選択される。そのとき、Ｃ２のベース・エミ
ッタ電圧も、１■である。もしＶＯ４が１１．５Ｖより
もイ氏いなら、Ｃ６はオフでＣ５はオンである。もしＶ
Ｏ２が１１．５Ｖよりも高いなら、Ｃ６はオンでＣ５は
オフである。
Ｃ５がオンのとき、Ｃ２もまたオンであってＣ１をチャ
ージする。ＣＲ８は、Ｃ５のエミッタからベースへの降
伏を防止するためのツェナー・ダイオードである。この
ツェナー・ダイオードがないと、ＶＩＮが交流で約２５
９Ｖに達した時にＶＱ５のベースが約１０．５Ｖまで上
昇することに注意されたい。
ージする。ＣＲ８は、Ｃ５のエミッタからベースへの降
伏を防止するためのツェナー・ダイオードである。この
ツェナー・ダイオードがないと、ＶＩＮが交流で約２５
９Ｖに達した時にＶＱ５のベースが約１０．５Ｖまで上
昇することに注意されたい。
ＡＣ入力電圧が１６３Ｖ（交流）よりも大きいとき、Ｖ
Ｏ３とＶＯ４がともに１１．５Ｖよりも高くなる。こう
して、ＱｌとＣ２がともにオフになり、Ｃ１がダイオー
ドＣＲ３及びＣＲ４を介してチャージされる。換言する
と、端子Ｈ６の電圧がＣ１をチャージする。
Ｏ３とＶＯ４がともに１１．５Ｖよりも高くなる。こう
して、ＱｌとＣ２がともにオフになり、Ｃ１がダイオー
ドＣＲ３及びＣＲ４を介してチャージされる。換言する
と、端子Ｈ６の電圧がＣ１をチャージする。
Ｆ１作用
作用においては、ツェナー・ダイオードＣＲ１１及びそ
れに接続された電流源１８が、素子Ｑ５とＣ３のベース
の電圧をそれぞれ約５■に設定する。これにより、素子
Ｑ５とＣ３は同時に導通する。その結果、ＱｌとＣ２も
導通する。１次巻線の電圧が低範囲、すなわち７０Ｖと
１０ＴＶ（交流）の間にあるとき、端子Ｌ６のコイルの
両端に高電圧が得られる。そして、選択回路１０のスイ
ッチング・トランジスタＱ１が導通し、Ｃ１をチャージ
する。ダイオードＣＴｔ２乃至ＣＦＬ５は逆バイアスさ
れ、その結果、Ｍ６とＨ６の電圧がＣ１をチャージしな
い。Ｃ４のベース上の電圧が５Ｖを超えるとき、Ｑｌと
Ｃ３がターンオフされ、Ｃ４が導通する。同様に、入力
電圧ＶＩＮが１０７乃至１６３Ｖ（交流）の範囲にある
とき、Ｍ６の両端に発生された電圧が、Ｃ２に電流を流
れさせ、Ｃ１をチャージする。最後に、入力電圧がその
最大範囲、すなわち１６３乃至２５９Ｖ（交流）にある
なら、Ｈ６の電流がＣＩ、ｆ−＝チャージする。
れに接続された電流源１８が、素子Ｑ５とＣ３のベース
の電圧をそれぞれ約５■に設定する。これにより、素子
Ｑ５とＣ３は同時に導通する。その結果、ＱｌとＣ２も
導通する。１次巻線の電圧が低範囲、すなわち７０Ｖと
１０ＴＶ（交流）の間にあるとき、端子Ｌ６のコイルの
両端に高電圧が得られる。そして、選択回路１０のスイ
ッチング・トランジスタＱ１が導通し、Ｃ１をチャージ
する。ダイオードＣＴｔ２乃至ＣＦＬ５は逆バイアスさ
れ、その結果、Ｍ６とＨ６の電圧がＣ１をチャージしな
い。Ｃ４のベース上の電圧が５Ｖを超えるとき、Ｑｌと
Ｃ３がターンオフされ、Ｃ４が導通する。同様に、入力
電圧ＶＩＮが１０７乃至１６３Ｖ（交流）の範囲にある
とき、Ｍ６の両端に発生された電圧が、Ｃ２に電流を流
れさせ、Ｃ１をチャージする。最後に、入力電圧がその
最大範囲、すなわち１６３乃至２５９Ｖ（交流）にある
なら、Ｈ６の電流がＣＩ、ｆ−＝チャージする。
ここで、出力コイルを、電子的にスイッチされる複数の
中心タップ出力に配列し、ＡＣ入力線電圧が変動するに
つれて適当なタップとコイルのグループを選択するタッ
プ選択回路を与えることにより、線形レギュレータ回路
ＬＲＩに亙って最小量の電力しか消費しない電流が提供
される、ということに留意されたい。また、好適な実施
例では、入力のＡＣ線電圧が、高、中、低の３つの電圧
範囲に分割されることに注意されたい。しかし、このこ
とは飽く迄も説明の便宜上のことであって、いかなる意
味でも本発明を限定するものではない。
中心タップ出力に配列し、ＡＣ入力線電圧が変動するに
つれて適当なタップとコイルのグループを選択するタッ
プ選択回路を与えることにより、線形レギュレータ回路
ＬＲＩに亙って最小量の電力しか消費しない電流が提供
される、ということに留意されたい。また、好適な実施
例では、入力のＡＣ線電圧が、高、中、低の３つの電圧
範囲に分割されることに注意されたい。しかし、このこ
とは飽く迄も説明の便宜上のことであって、いかなる意
味でも本発明を限定するものではない。
また、本発明は、全波整流と半波整流回路のどちらで実
施してもよい。
施してもよい。
図示されている特定の実施例では、キャパシタＣ１の両
端の電圧は、各ＡＣ入力線電圧範囲に対して、５．７■
と１０．５Ｖの間にある。Ｃ１の両端の電圧は、トラン
スの巻線を適切に選択することによって達成される。す
なわち、ＡＣ７０Ｖと２５９Ｖの間の範囲にある入力端
子に対しては、その入力電圧がＡＣ７０Ｖ乃至１０７Ｖ
であるとき、Ｃ１の両端の電圧が５．７■と１０．５Ｖ
の間で変動する。同様に、その入力端子がＡＣ１０７■
と１６３■の間にあるとき、Ｃ１の両端の電圧が５．７
■と１０．５Ｖの間で変動し、その入力端子がＡＣ１６
３Ｖと２５９■の間にあるとき、Ｃ１の両端の電圧が５
．７■と１０．５Ｖの間にある。このように、Ｃ１の両
端の電圧振幅は比較的小さい（５，７Ｖから１０．５Ｖ
）ので、線形レギュレータ回路ＬＲ１中で消費される最
大電力もまた比較的小さい。このことは、数式では次の
ようにあられすことができる。
端の電圧は、各ＡＣ入力線電圧範囲に対して、５．７■
と１０．５Ｖの間にある。Ｃ１の両端の電圧は、トラン
スの巻線を適切に選択することによって達成される。す
なわち、ＡＣ７０Ｖと２５９Ｖの間の範囲にある入力端
子に対しては、その入力電圧がＡＣ７０Ｖ乃至１０７Ｖ
であるとき、Ｃ１の両端の電圧が５．７■と１０．５Ｖ
の間で変動する。同様に、その入力端子がＡＣ１０７■
と１６３■の間にあるとき、Ｃ１の両端の電圧が５．７
■と１０．５Ｖの間で変動し、その入力端子がＡＣ１６
３Ｖと２５９■の間にあるとき、Ｃ１の両端の電圧が５
．７■と１０．５Ｖの間にある。このように、Ｃ１の両
端の電圧振幅は比較的小さい（５，７Ｖから１０．５Ｖ
）ので、線形レギュレータ回路ＬＲ１中で消費される最
大電力もまた比較的小さい。このことは、数式では次の
ようにあられすことができる。
Ｐ＝ＶＩ、このときＶｌは電力、
■＝電圧、
■＝電流、
第１図を参照して、
ＰＬＲ１＝ｉｏ （Ｖ（１：１−Ｖｏ）、 、 、式１
ここで、ＰＬＲＩは、線形レギュレータによって消費さ
れる電力をあられし、ＶＣＩは、Ｃ１上の電圧をあられ
し、■０は、ｖ ｏｕｔをあられし、１０は、出力電流
をあられす。すると、ＶＣ１＝５゜７ボルト、■０＝５
ボルト、■０＝１アンペアを代入すると、線形レギュレ
ータ中で０．７ワツトしか消費されないことがわかる。
ここで、ＰＬＲＩは、線形レギュレータによって消費さ
れる電力をあられし、ＶＣＩは、Ｃ１上の電圧をあられ
し、■０は、ｖ ｏｕｔをあられし、１０は、出力電流
をあられす。すると、ＶＣ１＝５゜７ボルト、■０＝５
ボルト、■０＝１アンペアを代入すると、線形レギュレ
ータ中で０．７ワツトしか消費されないことがわかる。
同様に、Ｃ１上で１０．５ボルトが発生されるなら、線
形レギュレータ中で５．５ワツトしか消費されない。
形レギュレータ中で５．５ワツトしか消費されない。
尚、第１図の回路にコイルと選択回路がさらに追加され
るなら、線形レギュレータ中で消費される電力はさらに
小さくなることに留意されたい。
るなら、線形レギュレータ中で消費される電力はさらに
小さくなることに留意されたい。
ところで、トランスのタップで切換を行わないなら、Ｃ
１の両端の電圧は、５．７■と２０．１■の間で変動す
る。もしＣ１の両端の電圧が２０゜１■なら、線形レギ
ュレータ中で１５．１ワツトが消費される。このワット
値は、式１でＶＣＩに２０．１を代入することにより得
られる。同様に、電力消費をタップ切換ありとタップ切
換なしのそれぞれの場合で比較してみると、タップ切換
ありは、９．６ワツトの節約をもたらすことが見て取れ
る。換言するなら、ここで開示されているタップ切換方
式を採用することにより、相当量のエネルギが節約でき
るのである。
１の両端の電圧は、５．７■と２０．１■の間で変動す
る。もしＣ１の両端の電圧が２０゜１■なら、線形レギ
ュレータ中で１５．１ワツトが消費される。このワット
値は、式１でＶＣＩに２０．１を代入することにより得
られる。同様に、電力消費をタップ切換ありとタップ切
換なしのそれぞれの場合で比較してみると、タップ切換
ありは、９．６ワツトの節約をもたらすことが見て取れ
る。換言するなら、ここで開示されているタップ切換方
式を採用することにより、相当量のエネルギが節約でき
るのである。
Ｇ６発明の効果
本発明の効果を列挙すると、次のとおりである。
（１）電力消費が小さい。
（２）素子の電力定格が比較的小さいので、素子のコス
トが低い。
トが低い。
（３）高周波スイッチングを必要としないので、遮蔽が
不要である。
不要である。
（４）タップ選択のためのラッチがなく、従ってスイッ
チング回路が、ＡＣ入力線電圧に発生する瞬間的な変化
に応答可能である。
チング回路が、ＡＣ入力線電圧に発生する瞬間的な変化
に応答可能である。
第１図は、本発明の実施例の回路図である。
出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗（外１名）
・コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗（外１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）線形レギュレータ回路と、 （ｂ）上記線形レギュレータ回路に電圧の窓を与えるた
めのキャパシタと、 （ｃ）可変入力電源に接続された１次巻線と、該１次巻
線の作用を受けるように配置された、直列接続された複
数の２次巻線とをもつ電力トランスと、（ｄ）上記複数
の２次巻線に接続された複数のコイル選択回路であつて
、そのおのおのが、 （ｄ１）第１の電極を上記複数の２次巻線の選択された
巻線の組上の電圧を検出するように接続され、第２の電
極を上記キャパシタに接続されたスイッチング・トラン
ジスタと、 （ｄ２）もし上記選択された巻線の組上の電圧が選択さ
れた電圧範囲内に収まるなら上記キャパシタをチャージ
すべく上記選択された巻線から電流を上記スイッチング
・トランジスタに輸送させ、もし上記選択された巻線の
組上の電圧が選択された電圧範囲から外れるなら現在上
記キャパシタをチャージしている上記スイッチング・ト
ランジスタをオフし、以て上記キャパシタをチャージす
るために別のコイル選択回路が活動化されるように上記
スイッチング・トランジスタに接続された差動増幅器を
有する、 複数のコイル選択回路とを具備する、 電源回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201003 | 1988-06-01 | ||
| US07/201,003 US4888545A (en) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | Improved tap switching power supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01321860A true JPH01321860A (ja) | 1989-12-27 |
| JPH0827659B2 JPH0827659B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=22744078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1096571A Expired - Lifetime JPH0827659B2 (ja) | 1988-06-01 | 1989-04-18 | 電源回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4888545A (ja) |
| EP (1) | EP0345192B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0827659B2 (ja) |
| DE (1) | DE68912408T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000308271A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Nagano Japan Radio Co | エネルギー移送装置、充電装置および電源装置 |
| JP2001076765A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-03-23 | Nagano Japan Radio Co | エネルギー移送装置 |
Families Citing this family (9)
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| US5694025A (en) * | 1996-04-23 | 1997-12-02 | Motorola, Inc. | Battery charger with control circuit |
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-
1988
- 1988-06-01 US US07/201,003 patent/US4888545A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-04-18 JP JP1096571A patent/JPH0827659B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-25 EP EP89480068A patent/EP0345192B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-25 DE DE68912408T patent/DE68912408T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| DE68912408D1 (de) | 1994-03-03 |
| US4888545A (en) | 1989-12-19 |
| EP0345192B1 (en) | 1994-01-19 |
| DE68912408T2 (de) | 1994-06-23 |
| EP0345192A2 (en) | 1989-12-06 |
| JPH0827659B2 (ja) | 1996-03-21 |
| EP0345192A3 (en) | 1990-11-28 |
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