JPH0217802B2 - - Google Patents
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- JPH0217802B2 JPH0217802B2 JP54121573A JP12157379A JPH0217802B2 JP H0217802 B2 JPH0217802 B2 JP H0217802B2 JP 54121573 A JP54121573 A JP 54121573A JP 12157379 A JP12157379 A JP 12157379A JP H0217802 B2 JPH0217802 B2 JP H0217802B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、サイリスタ(シリコン制御整流素
子)を電圧制御素子として使用し、その導通角の
制御により出力電圧を制御装するようにした、い
わゆる位相制御形定電圧電源回路の改良に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention uses a thyristor (silicon-controlled rectifying element) as a voltage control element, and controls the output voltage by controlling its conduction angle. Concerning improvements in phase-controlled constant voltage power supply circuits.
[従来の技術]
従来、定電圧電源回路としては、入力端子と出
力端子間にトランジスタなどの可変インピーダン
ス素子を設け、出力電圧に応じて可変インピーダ
ンス素子のインピーダンスを変化させることによ
り安定化された出力電圧を得るようにした、いわ
ゆるシリーズレギユレータ回路が多く使用されて
いた。[Prior Art] Conventionally, constant voltage power supply circuits have stabilized output by providing a variable impedance element such as a transistor between an input terminal and an output terminal, and changing the impedance of the variable impedance element according to the output voltage. Many so-called series regulator circuits were used to obtain voltage.
しかしながら、このようなシリーズレギユレー
タ回路では、可変インピーダンス素子により多く
の電力が消費されるので、放熱や素子の格などの
問題があつて大型化しやすく、かつ省エネルギー
の見地からも望ましくない特性となつていた。 However, in such a series regulator circuit, a large amount of power is consumed by the variable impedance element, which causes problems such as heat dissipation and element casing, tends to increase the size, and has undesirable characteristics from an energy saving perspective. I was getting used to it.
そこで、これを改良するとため、電子的な開閉
素子、例えばスイツチングトランジスタを可変イ
ンピーダンス素子の代りに使用し、出力電圧に応
じて、そのオン時間とオフ時間の比、すなわちオ
ン・オフデユーテイー比を変化させることにより
定医電特性を得るようにした、いわゆるスイツチ
ングレギユレータ回路が提案され、実用化されて
きた。このスイツチングレギユレータ方式によれ
ば、電圧制御に伴なう電力損失は極めて少なく
(理想的なスイツチング素子が得られるなら電力
損失はゼロである)、従つて高効率であり、小型
軽量化が可能であるという利点が得られるので、
広く採用の気運にある。 Therefore, in order to improve this, an electronic switching element, such as a switching transistor, is used instead of a variable impedance element, and the ratio of its on time to off time, that is, the on-off duty ratio, is changed according to the output voltage. A so-called switching regulator circuit has been proposed and put into practical use, in which constant medical electrical characteristics are obtained by According to this switching regulator method, the power loss associated with voltage control is extremely small (if an ideal switching element can be obtained, the power loss is zero), and it is therefore highly efficient and compact and lightweight. This gives you the advantage of being able to
There is momentum for widespread adoption.
ところで、定電圧電源回路の一般的な用途の一
例として、交流電源から安定化された直流電源を
得る場合があり、むしろ、この場合が大部分であ
るといつてよい。そして、この場合には、交流電
源から一旦整流器によつて脈流化され、ついでス
イツチングレギユレータ回路で安定化された直流
電圧得るように構成されることになる。 By the way, one example of a general use of a constant voltage power supply circuit is to obtain a stabilized DC power supply from an AC power supply, and it can be said that this is the case in most cases. In this case, the AC power source is first made into a pulsating current by a rectifier and then stabilized by a switching regulator circuit to obtain a DC voltage.
そこで電子的な開閉素子としてサイリスタを使
用しそのターンオフを入力の脈動を利用して行な
い、そのゲートターンオフの位相だけを入力の脈
動の位相に対して制御することにより出力電圧を
制御するようにした、いわゆる位相制御形の的電
圧電源回路が提案された。 Therefore, we used a thyristor as an electronic switching element, turned it off using the input pulsation, and controlled the output voltage by controlling only the gate turn-off phase relative to the input pulsation phase. , a so-called phase-controlled type voltage power supply circuit was proposed.
このような位相制御形の定電圧電源回路の一例
を第1図に示す。 An example of such a phase-controlled constant voltage power supply circuit is shown in FIG.
図において、1,2は交流電圧が供給される入
力端子、3はブリツジ形整流器、4は抵抗、5は
定電圧VBを得るためのツエナーダイオード、6
は平滑用コンデンサ、7はサイリスタ、8は鋸歯
状波発生用のスイツチングトランジスタ、9,1
0は抵抗、11は保護用のダイオード、12,1
3は鋸歯状波発生用の積分回路を構成する抵抗と
コンデンサ、14は結合用のコンデンサ、15,
16は出力電圧に比例した電圧を取り出すための
分圧器を構成する抵抗、17は電流制限用の抵
抗、18は電圧比較を行なうトランジスタ、19
は基準電圧VB発生用のツエナーダイオード、2
0は負荷抵抗、21はツエナーダイオード19を
動作させるための抵抗、22,23は微分回路を
構成するコンデンサと抵抗、24は増幅用のトラ
ンジスタ、25はエミツタ抵抗、26はパルスト
ランジスタ、27は起動用の抵抗、28は平滑用
コンデンサ、29は出力端子である。 In the figure, 1 and 2 are input terminals to which AC voltage is supplied, 3 is a bridge rectifier, 4 is a resistor, 5 is a Zener diode for obtaining a constant voltage V B , and 6
is a smoothing capacitor, 7 is a thyristor, 8 is a switching transistor for generating sawtooth waves, 9, 1
0 is a resistor, 11 is a protection diode, 12,1
3 is a resistor and a capacitor that constitute an integrating circuit for generating a sawtooth wave; 14 is a coupling capacitor; 15;
16 is a resistor forming a voltage divider for extracting a voltage proportional to the output voltage, 17 is a current limiting resistor, 18 is a transistor for voltage comparison, 19
is a Zener diode for generating the reference voltage VB , 2
0 is a load resistor, 21 is a resistor for operating the Zener diode 19, 22 and 23 are capacitors and resistors that make up the differential circuit, 24 is an amplification transistor, 25 is an emitter resistor, 26 is a pulse transistor, and 27 is a startup 28 is a smoothing capacitor, and 29 is an output terminal.
次に第2図a〜bの波形図によつて動作を説明
する。入力端子1,2に交流電圧が供給される
と、整流器3で全波整流された電圧が点aに得ら
れ、その波形は第2図aのような脈動電圧となつ
ている。このa点の電圧はサイリスタ7が導通す
る毎に出力端子29に供給され、コンデンサ28
で平滑化されて直流の出力電圧VOが得られるこ
とになる。 Next, the operation will be explained with reference to waveform diagrams shown in FIGS. 2a to 2b. When an AC voltage is supplied to input terminals 1 and 2, a full-wave rectified voltage is obtained at a point a by a rectifier 3, and its waveform is a pulsating voltage as shown in FIG. 2a. This voltage at point a is supplied to the output terminal 29 every time the thyristor 7 conducts, and is supplied to the capacitor 28.
The DC output voltage V O is obtained by smoothing the voltage.
また、a点の電圧は抵抗4を通つてツエナーダ
イオード5に流れ、コンデンサ6で平滑化されて
ツエナーダイオード5のツエナー電圧で決まる安
定な電圧VBとなり、トランジスタ8,18,2
4からなる制御部の動作用電源となる。 Further, the voltage at point a flows through the resistor 4 to the Zener diode 5, is smoothed by the capacitor 6, and becomes a stable voltage V B determined by the Zener voltage of the Zener diode 5, and the transistors 8, 18, 2
This serves as an operating power source for the control unit consisting of 4.
さらに、a点の脈動電圧は抵抗9と10で分圧
された所定の電圧とされてからダイオード11を
介してトランジスタ8のベースに印加される。 Further, the pulsating voltage at point a is divided by resistors 9 and 10 to a predetermined voltage, and then applied to the base of transistor 8 via diode 11.
そこで、トランジスタ8はそのエミツタに供給
されている電圧VBがベースに供給されている脈
動電圧より大きくなつたときだけ導通し、それ以
外の期間には遮断状態となり、a点の脈動電圧に
同期してオン・オフを繰返す。トランジスタ8が
オン状態のときにはコンデンサ13は短絡されて
抵抗12に直接電圧VBが加えられ、オフ状態に
なると電圧VBはコンデンサ13を充電しながら
抵抗12に電流を流すので、結局、抵抗12に
は、トランジスタ8がオンのときに電圧VBと同
じ電圧となり、ついでトランジスタ8がオフにな
ると電圧VBから抵抗12とコンデンサ13の時
定数で定まる傾斜をもつてほぼ直線状に0電圧に
向つて減少してゆき、次にトランジスタ8がオン
になると再び電圧VBに戻る鋸歯状波電圧が得ら
れることになる。 Therefore, the transistor 8 becomes conductive only when the voltage V B supplied to its emitter becomes larger than the pulsating voltage supplied to its base, and is cut off at other times, synchronizing with the pulsating voltage at point a. and turn it on and off repeatedly. When the transistor 8 is in the on state, the capacitor 13 is short-circuited and the voltage V B is directly applied to the resistor 12. When the transistor 8 is in the off state, the voltage V B charges the capacitor 13 and current flows through the resistor 12, so that the resistor 12 When the transistor 8 is on, the voltage becomes the same as the voltage V B , and then when the transistor 8 is turned off, the voltage drops from the voltage V B almost linearly to 0 voltage with a slope determined by the time constant of the resistor 12 and the capacitor 13. A sawtooth wave voltage is obtained which gradually decreases and then returns to the voltage V B when the transistor 8 is turned on.
この抵抗12に得られた鋸歯状波電圧は、コン
デンサ14を介してトランジスタ18のベースに
供給されるが、このトランジスタ18のベースに
は抵抗15,16によつて出力電圧VOから分圧
された直流電圧が供給されているので、点bには
第2図bに示すように鋸歯状波電圧に出力電圧
VOから分圧された電圧が重畳された鋸歯状波信
号bが現われてトランジスタ18のベースに印加
されることになる。このトランジスタ18のエミ
ツタはツエナーダイオード19と抵抗21によつ
て基準電圧VEに保たれているから、第2図bに
示すように鋸歯状波信号bの瞬時値Vioが基準電
圧VEより低くなつた期間中だけトランジスタ1
8は導通し、コレクタ抵抗20には第2図cに示
すような短形波信号が発生する。 The sawtooth wave voltage obtained at this resistor 12 is supplied to the base of a transistor 18 via a capacitor 14, and the base of this transistor 18 is divided from the output voltage V O by resistors 15 and 16. Since a direct current voltage is supplied to point b, the output voltage is changed to a sawtooth wave voltage as shown in Figure 2b.
A sawtooth wave signal b on which a voltage divided from V O is superimposed appears and is applied to the base of the transistor 18 . Since the emitter of this transistor 18 is maintained at the reference voltage V E by the Zener diode 19 and the resistor 21, the instantaneous value V io of the sawtooth wave signal b is lower than the reference voltage V E as shown in FIG. Transistor 1 only during the period of low
8 becomes conductive, and a rectangular wave signal as shown in FIG. 2c is generated at the collector resistor 20.
この短形波信号はコンデンサ22と抵抗23で
微分されてトランジスタ24で増幅され、第2図
dで示すような位相パルス信号に整形されてパル
ストランス26に供給され、サイリスタ7をトリ
ガする。 This rectangular wave signal is differentiated by a capacitor 22 and a resistor 23, amplified by a transistor 24, shaped into a phase pulse signal as shown in FIG.
このようにしてサイリスタ7は、a点に供給さ
れている脈動電圧の各サイクルごとにトリガされ
てターンオフし、それに続く各サイクル中の電圧
零に近くなる瞬時ごとにターンオフして出力端子
29に電力を断続的に供給するように動作する。 In this way, the thyristor 7 is triggered to turn off at each cycle of the pulsating voltage being supplied to point a, and at each subsequent instant of near-zero voltage during each subsequent cycle, the thyristor 7 is triggered to turn off at the output terminal 29. It operates to supply intermittently.
いま、出力電圧VOが何らかの原因で所定値か
ら上昇したとする。これにより抵抗15と16で
出力電圧VOから分圧され、鋸歯状波電圧に重畳
されている直流電圧も上昇するから、鋸歯状波信
号bの平均値ioが上昇し、信号bが基準電圧VE
と交叉する位置が変化して第2図bで右方に移動
する。すなわち同図aで示した入力脈動電圧の1
サイクル中で鋸歯状波信号bが基準電圧VEより
低くなり始める位置が遅れてくる。従つてd点に
現われている位相パルス信号の位相が遅れ、
SCR7がトリガされる時間も遅れて脈動電圧の
各サイクル中におけるサイリスタ7の導通時間、
つまり導通角が減少するので、サイリスタ7が導
通している時間に対して遮断している時間の割合
が多くなり、出力電圧VOを下げる方向に制御す
る。 Now, suppose that the output voltage V O rises from a predetermined value for some reason. As a result, the DC voltage that is divided from the output voltage V O by resistors 15 and 16 and superimposed on the sawtooth wave voltage also increases, so the average value io of the sawtooth wave signal b increases, and the signal b becomes the reference voltage. V E
The intersecting position changes and moves to the right in Figure 2b. In other words, 1 of the input pulsating voltage shown in a of the same figure
The position at which the sawtooth wave signal b begins to become lower than the reference voltage V E is delayed during the cycle. Therefore, the phase of the phase pulse signal appearing at point d is delayed,
The time at which SCR 7 is triggered is also delayed and the conduction time of thyristor 7 during each cycle of pulsating voltage;
In other words, since the conduction angle decreases, the ratio of the time when the thyristor 7 is turned off to the time when it is turned on increases, and the output voltage V O is controlled to be lowered.
反対に、出力電圧VOが減少したとすれば、第
2図bの平均値ioも減少し、鋸歯状波信号bは
図の下方に移動する。従つて信号bが基準電圧
VEより低くなる位置は左方に、すなわち位相が
進んだ位置に移動して位相パルス信号の位相を進
めるので、サイリスタ7がトリガされる時期は脈
動電圧の各サイリスタ中の早い時期になり、導通
時間が増加すると共に遮断時間が減少するので出
力電圧VOを上昇させる方向に動作する。 Conversely, if the output voltage VO decreases, the average value io in FIG. 2b also decreases, and the sawtooth signal b moves downward in the diagram. Therefore, signal b is the reference voltage
Since the position lower than V E is moved to the left, that is, to a position where the phase is advanced, and the phase of the phase pulse signal is advanced, the timing at which the thyristor 7 is triggered is at an early point in each thyristor of the pulsating voltage. As the conduction time increases and the cutoff time decreases, the output voltage V O increases.
このようにして第1図に示した回路は出力電圧
VOを所定値に安定化するように動作する。 In this way, the circuit shown in Figure 1 has an output voltage of
It operates to stabilize V O to a predetermined value.
なお、説明を簡単にするため以上の説明では、
トランジスタ8と18のベース・エミツタ間電圧
は無視した。 In order to simplify the explanation, in the above explanation,
The base-emitter voltages of transistors 8 and 18 were ignored.
また、出力電圧VOの値は基準電圧VEと抵抗1
5,16による電圧分圧比によつて任意に選ぶこ
とができるが、この点も当業者にとつては周知の
事項なので省略した。 Also, the value of the output voltage V O is the reference voltage V E and the resistance 1
It can be arbitrarily selected depending on the voltage division ratio of 5.5 and 16, but this point is also well known to those skilled in the art, so it is omitted here.
さらに、抵抗9,10による電圧分圧比はあま
り大きくせず、トランジスタ8がオンとなつたと
きコンデンサ13の電荷が充分に放電できる範囲
で可能な限りトランジスタ8のオンになつている
時間が短くなるようにするのが実用的であること
はいうまでもないことなので、ここで付言するだ
けとした。 Furthermore, the voltage division ratio by the resistors 9 and 10 is not made too large, and the time that the transistor 8 is on is shortened as much as possible within the range where the charge in the capacitor 13 can be sufficiently discharged when the transistor 8 is turned on. It goes without saying that it is practical to do so, so I just add it here.
以上説明したように、この第1図に示すような
位相制御形定電圧電源回路は、小形で大電流を制
御することができるというサイリスタの特性を充
分に活かすことができ、かつ、サイリスタのター
ンオン時だけトリガを行なうだけで制御を行なう
ことができるので、回路構成が簡単になり、高効
率でローコストの定電圧電源回路を得ることがで
き、シリーズレギユレータ方式のような欠点が少
ないので広く採用されるようになつてきた。 As explained above, the phase-controlled constant voltage power supply circuit shown in Fig. 1 can fully utilize the characteristics of the thyristor, which are small in size and can control large currents, and can turn on the thyristor. Since control can be performed only by triggering at certain times, the circuit configuration is simplified, and a high-efficiency, low-cost constant-voltage power supply circuit can be obtained.There are few drawbacks of the series regulator system, so it is widely used. It is starting to be adopted.
[発明が解決しようとする課題]
ところが、この第1図に示した電源回路におい
ては、起動時、すなわち電源スイツチが投入され
てa点に脈動電圧が供給され始めたときには、当
然のことながらサイリスタ7にはトリガパルスが
供給されないから導通していない。従つて出力電
圧VOは零である。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the power supply circuit shown in FIG. 1, at startup, that is, when the power switch is turned on and pulsating voltage begins to be supplied to point 7 is not electrically connected because no trigger pulse is supplied to it. Therefore, the output voltage V O is zero.
そのため、上記の動作説明において出力電圧
VOが極端に低下したときと同じ状態となるので、
d点に電源スイツチ投入後、最初に現われる位相
パルス信号の位相も極端に進んだものとなり、サ
イリスタ7はa点における脈動電圧の各サイクル
ごとの立ち上り部分でトリガされて導通し、第3
図に示すように出力電圧は所定値VOよりはるか
に大きな値となつてしまう。 Therefore, in the operation explanation above, the output voltage
The situation is the same as when V O drops extremely, so
After the power switch is turned on at point d, the phase of the phase pulse signal that first appears is also extremely advanced, and the thyristor 7 is triggered and conducts at the rising edge of each cycle of the pulsating voltage at point a, and the third
As shown in the figure, the output voltage ends up being much larger than the predetermined value VO .
もち論、数サイクル経過するうちにこの大きな
出力電圧によつてただちに安定化動作が働き、出
力電圧は所定値VOに落ち付くが、電源投入時t0か
ら数サイクルの時間に過渡的な高い出力電圧が発
生するのを抑制することはできなかつた。 In theory, this large output voltage will cause a stabilizing operation to occur immediately after several cycles, and the output voltage will settle down to the predetermined value VO , but there will be a transient high voltage during a few cycles from t 0 when the power is turned on. It was not possible to suppress the output voltage from occurring.
そこで、この欠点をいくらかでも除くため、例
えば第1図の回路において起動用の抵抗27を設
ける方法が知られている。 Therefore, in order to eliminate this drawback to some extent, a method is known in which, for example, a starting resistor 27 is provided in the circuit shown in FIG.
この抵抗27を設けると、電源スイツチ投入
後、サイリスタ7が導通していなくともこの抵抗
27を経てa点の電圧が出力端子29側に現わ
れ、所定の出力電圧VOには及ばないにしろb点
に直流電圧が与えられ、これによつて位相パルス
信号の位相が極端に進むのがいくらかは防止でき
ることになる。そして、この抵抗27の抵抗値を
低くすればする程、起動時における過渡的な出力
電圧の上昇を抑えることができるが、他方、この
抵抗27の抵抗値を低くすればする程、この抵抗
27による電力損失は増加し、かつ出力電圧VO
の安定化特性を悪くするので実用上はこの方法に
よつて充分に起動時における過渡的な出力電圧の
上昇を抑圧することは困難であつた。 If this resistor 27 is provided, even if the thyristor 7 is not conducting after the power switch is turned on, the voltage at point a will appear on the output terminal 29 side through this resistor 27, and even if it does not reach the predetermined output voltage VO , b A DC voltage is applied to the point, which will prevent some of the extreme phase advances of the phase pulse signal. The lower the resistance value of this resistor 27 is, the more it is possible to suppress the transient rise in output voltage at startup, but on the other hand, the lower the resistance value of this resistor 27 is, the more this resistor 27 The power loss due to increases, and the output voltage V O
In practice, it has been difficult to sufficiently suppress the transient rise in output voltage at the time of startup using this method because the stabilization characteristics of the output voltage are deteriorated.
そして、この欠点は、出力電圧VOの値に対し
て入力電圧が比較的大きな値となつていたときに
顕著に現われ、起動時に大きな突入電流が発生し
て整流器やサイリスタを破壊したり、負荷回路に
損傷を与えたりする虞れがあつた。 This drawback becomes noticeable when the input voltage is relatively large compared to the output voltage V O , and a large inrush current occurs at startup, damaging the rectifier or thyristor, or causing the load There was a risk of damage to the circuit.
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、起動時にも過渡的な出力電圧の上昇が全く起
こらないようにした位相制御形の定電圧電源回路
を提供するにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a phase-controlled constant-voltage power supply circuit that eliminates the drawbacks of the prior art described above and prevents any transient increase in output voltage from occurring even during startup.
[課題を解決するための手段]
上記目的は、鋸歯状電圧に重畳すべき直流電圧
を取り出すための抵抗分圧回路を、上記出力端子
と接地間に直列接続した第1と第2と第3の抵抗
からなる抵抗分圧器と、上記第1と第2の抵抗の
接続点と上記定電圧回路の出力との間に接続した
コンデンサとで形成し、上記第2と第3の抵抗の
接続点ら上記直流電圧を取り出すと共に、これら
第2と第3の抵抗による電圧分圧比を、起動時に
現われる上記直流電圧の最大値が上記鋸歯状波電
圧の電圧値の1/2に上記基準電圧を加えた電圧値
よりも大になるような分圧比に設定することによ
り達成される。[Means for Solving the Problem] The above object is to provide first, second and third resistor voltage divider circuits connected in series between the output terminal and the ground for extracting the DC voltage to be superimposed on the sawtooth voltage. and a capacitor connected between the connection point of the first and second resistors and the output of the constant voltage circuit, and the connection point of the second and third resistors. At the same time, the voltage division ratio of the second and third resistors is determined so that the maximum value of the DC voltage that appears at startup is 1/2 of the voltage value of the sawtooth wave voltage, and the reference voltage is added to the voltage division ratio of the second and third resistors. This is achieved by setting the voltage division ratio to be larger than the voltage value.
[作用]
上記抵抗分圧回路は、起動時から所定の時定数
をもつて立ち上がる直流電圧が鋸歯状波電圧に重
畳されるように働き、このためサイリスタに供給
される位相パルス信号の位相は、ゆつくりと進ん
で行き、起動時での過渡的な電圧上昇が抑えられ
る。[Function] The resistive voltage divider circuit works so that the DC voltage that rises with a predetermined time constant from the time of startup is superimposed on the sawtooth wave voltage, so that the phase of the phase pulse signal supplied to the thyristor is It progresses slowly, suppressing the transient voltage rise at startup.
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings.
第4図は本発明の一実施例を示すもので、第1
図の回路と同一の部分、或いは同等の部分には同
じ番号を付してある。 FIG. 4 shows one embodiment of the present invention.
Parts that are the same as or equivalent to those in the circuit shown in the figure are given the same numbers.
この第4図に示した本発明の実施例が第1図に
示した回路と事なる点は、第1図における出力電
圧VOを分圧するための抵抗16が第4図の実施
例では2個の抵抗30,31に分割され、これら
抵抗30と31の接続点を新たな分圧点とし、こ
の点と直流定電圧VBとの間にコンデンサ32が
設けられ、さらに第1図における抵抗27が第4
図の実施例では除かれている点だけであり、その
他の点では全く同様であるので、詳しい説明は省
略する。 The difference between the embodiment of the present invention shown in FIG. 4 and the circuit shown in FIG. 1 is that the resistor 16 for dividing the output voltage V O in FIG. The connection point between these resistors 30 and 31 is set as a new voltage dividing point, and a capacitor 32 is provided between this point and the DC constant voltage V B. 27 is the 4th
This is the only difference from the embodiment shown in the figure, and the other points are completely the same, so a detailed explanation will be omitted.
次にこの回路の動作について説明する。 Next, the operation of this circuit will be explained.
出力端子1,2に交流電源が接続され、整流器
3によつて全波整流された脈動電圧(第2図a)
がa点に現われ、サイリスタ7の導通・遮断がト
ランジスタ8,18,24からなる制御部からの
位相パルス信号によつて制御され(第2図b,
c,d参照)、所定の出力電圧VOが出力端子29
に得られるまでの動作については、第1図に示し
た従来例の回路と全く同じである。 An AC power supply is connected to the output terminals 1 and 2, and the pulsating voltage is full-wave rectified by the rectifier 3 (Fig. 2 a).
appears at point a, and the conduction/cutoff of the thyristor 7 is controlled by the phase pulse signal from the control section consisting of transistors 8, 18, and 24 (Fig. 2b,
c, d), the predetermined output voltage V O is applied to the output terminal 29.
The operation up to the point where this is obtained is exactly the same as the conventional circuit shown in FIG.
異なつている点は、電源スイツチ投入後から数
サイクルの間における制御部の動作にあつて、最
初、電源スイツチが切られている状態ではコンデ
ンサ32の電荷は放電されて零となつている(他
のコンデンサも同様であるが、それらは本発明の
動作と直接関係はない)。 The difference is that in the operation of the control unit during several cycles after the power switch is turned on, when the power switch is initially turned off, the charge in the capacitor 32 is discharged and becomes zero (others). The same goes for the capacitors, but they are not directly related to the operation of the present invention).
そこで、電源スイツチが投入されa点に脈動電
圧(第2図a)が現われると、直ちに抵抗4、ツ
エナーダイオード5、コンデンサ6によつて動作
用の定電圧VBがビルドアツプする。そこで電圧
VBのラインからコンデンサ32、抵抗31,1
5を通る経路によつてコンデンサ32に充電電流
が流れ、その電流はコンデンサ32の容量及び抵
抗31と15の和の抵抗値からなる時定数で定ま
る減衰電流となる。このため電源スイツチ投入直
後においては、最初コンデンサ32の電荷が零な
ので抵抗31と15の直列回路に電圧VBが直接
印加され、これが抵抗31と15で分圧されてb
点に現われ、そこが鋸歯状波電圧に重畳されるこ
とになる。 Therefore, when the power switch is turned on and a pulsating voltage (FIG. 2 a) appears at point a, the constant voltage V B for operation is immediately built up by the resistor 4, Zener diode 5, and capacitor 6. So the voltage
From the V B line, capacitor 32, resistor 31, 1
A charging current flows through the capacitor 32 through the path passing through the capacitor 32, and the current becomes a decay current determined by a time constant consisting of the capacitance of the capacitor 32 and the resistance value of the sum of the resistors 31 and 15. Therefore, immediately after the power switch is turned on, since the charge on the capacitor 32 is zero at first, the voltage VB is directly applied to the series circuit of the resistors 31 and 15, and this voltage is divided by the resistors 31 and 15.
It appears at a point and is superimposed on the sawtooth voltage.
これを第5図の波形図で説明すると、同図イに
示すようになる。すなわち、最初、出力電圧VO
は零なので、b点には電圧VBがそのまま現われ、
鋸歯状波電圧を考えなければ、b点の電圧Vioは
上記のようにコンデンサ32と抵抗31,15で
定まる時定数によつて減衰してゆくから、結局点
線ioで示すように初期値をVBとする減衰電圧と
なる。 This can be explained using the waveform diagram of FIG. 5 as shown in A of the figure. That is, initially, the output voltage V O
Since is zero, the voltage V B appears as is at point b,
If we do not consider the sawtooth voltage, the voltage V io at point b will attenuate due to the time constant determined by the capacitor 32 and resistors 31 and 15 as described above, so the initial value will eventually be changed to the initial value as shown by the dotted line io . The attenuation voltage becomes V B.
なお、このとき、鋸歯状波電圧はコンデンサ1
4を介して供給されているのであるから、その平
均値は零であり、従つてVio≒ioと考えてよい。 Note that at this time, the sawtooth wave voltage is
4, its average value is zero, and therefore it can be considered that V io ≈ io .
そこで、実際にb点に現われるのは、第5図イ
に示すとおり、電圧ioに鋸歯状波電圧が重畳さ
れた鋸歯状波信号bとなり、この信号bがトラン
ジスタ18によつて基準電圧VEと比較されて位
相パルス信号dが作り出されるのであるから、電
源スイツチ投入(時点t0)直後には鋸歯状波信号
bは基準電圧VEと交叉せず、電圧ioが減衰して
ゆくにつれて、第5図イ,ロに示すように、脈動
電圧aの立ち上がり部分から最も遅れた部分で基
準電圧VEに交叉し、ついで順次進んだ位相で交
叉してゆくようになる。従つて位相パルス信号d
の位相も最も遅れた状態から順次進んだ位相へと
変化してゆき、出力電圧VOの立ち上りは、第6
図に示すように、電源スイツチ投入後、直ちに所
定値VOに達するのではなく、抵抗31,15と
コンデンサ32の時定数で立ち上り、過渡的な高
電圧の発生は完全に抑圧されてしまうことにな
る。そして、コンデンサ32がほぼ電圧VBにま
で充電されてしまえば、b点の電圧ioは出力電
圧VOを抵抗30,31と抵抗15で分圧した電
圧となり、第1図の場合と同様に、出力電圧VO
の変化に応じて位相パルス信号dの位相が制御さ
れて出力電圧VOが安定化されることになる。 Therefore, what actually appears at point b is a sawtooth wave signal b, which is a sawtooth wave voltage superimposed on the voltage io , as shown in FIG. Since the phase pulse signal d is generated by comparison with the voltage IO, the sawtooth wave signal b does not cross the reference voltage VE immediately after the power switch is turned on (time t 0 ), and as the voltage io attenuates, As shown in Figures 5A and 5B, the pulsating voltage a crosses the reference voltage V E at the most delayed portion from the rising edge, and then at successively advanced phases. Therefore, the phase pulse signal d
The phase of VO also changes from the most delayed state to the most advanced phase, and the rise of the output voltage V O occurs at the 6th phase.
As shown in the figure, after the power switch is turned on, the predetermined value V O is not reached immediately, but rises due to the time constant of resistors 31 and 15 and capacitor 32, and the generation of transient high voltage is completely suppressed. become. Then, once the capacitor 32 is charged to approximately the voltage V B , the voltage io at point b becomes the voltage obtained by dividing the output voltage V O by the resistors 30, 31 and the resistor 15, as in the case of Fig. 1. , output voltage V O
The phase of the phase pulse signal d is controlled according to the change in the output voltage VO, thereby stabilizing the output voltage VO .
このとき、抵抗15と31による分圧比の関係
は抵抗15,31の抵抗値をそれぞれR15,R31
として
VB・R15/R15+R31−1/2(鋸歯状波電圧の振幅)>V
E
となるようにする。 At this time, the relationship between the voltage division ratios of resistors 15 and 31 is as follows: the resistance values of resistors 15 and 31 are R 15 and R 31 , respectively.
As V B・R 15 /R 15 +R 31 -1/2 (amplitude of sawtooth voltage) > V
Make it E.
このようにすれば、第5図の時刻t0で起動して
から、電圧Vioが最初の鋸歯状波電圧bに重畳し
たときに、トランジスタ18のベース電圧が電圧
VEよりも低くなることがなくなり、確実に起動
時での過渡的な電圧上昇を抑えることができる。 In this way, when the voltage V io is superimposed on the first sawtooth wave voltage b after starting at time t 0 in FIG.
It will no longer become lower than V E , making it possible to reliably suppress the transient voltage rise at startup.
このように、本発明によれば、従来技術の欠点
を除き、電源スイツチ投入時(起動時)に過渡的
な高い出力電圧が発生するのを完全に抑圧するこ
とができ、電力損失が少なく、しかも小形軽量な
位相制御形定電圧電源回路をローコトスで得るこ
とができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to completely suppress the generation of a transient high output voltage when the power switch is turned on (at startup), and to reduce the power loss, while eliminating the drawbacks of the prior art. Moreover, a small and lightweight phase control type constant voltage power supply circuit can be obtained at a low cost.
第1図は従来の位相制御形定電圧電源回路を示
す結線図、第2図a〜dおよび第3図はその動作
説明用の波形図、第4図は本発明の一実施例に係
る定電圧電源回路の結線図、第5図イ,ロおよび
第6図はその動作説明用の波形図である。
1,2……入力端子、3……ブリツジ整流器、
5……制御部動作用の直流電圧VBを得るための
ツエナーダイオード、7……出力電圧制御用のサ
イリスタ、8……鋸歯状波発生用トランジスタ、
15,30,31……制御用直流電圧取り出し用
の分圧器を構成する抵抗、18……電圧比較用ト
ランジスタ、19……基準電圧発生用ツエナーダ
イオード、24……パルス増幅用トランジスタ、
26……パルストランス、32……起動時定数を
与えるコンデンサ。
FIG. 1 is a wiring diagram showing a conventional phase-controlled constant voltage power supply circuit, FIGS. 2a to 3d and 3 are waveform diagrams for explaining its operation, and FIG. The wiring diagrams of the voltage power supply circuit, FIGS. 5A and 5B, and FIG. 6 are waveform diagrams for explaining its operation. 1, 2...Input terminal, 3...Bridge rectifier,
5... Zener diode for obtaining DC voltage V B for operating the control section, 7... Thyristor for output voltage control, 8... Transistor for sawtooth wave generation,
15, 30, 31...Resistor forming a voltage divider for extracting control DC voltage, 18...Transistor for voltage comparison, 19...Zener diode for generating reference voltage, 24...Transistor for pulse amplification,
26...Pulse transformer, 32...Capacitor that provides a starting time constant.
Claims (1)
全波整流回路と、該全波整流回路の出力を出力端
子に接続するサイリスタと、上記出力端子と接地
間に接続した平滑コンデンサと、上記脈動直流電
圧を入力してその脈動周波数に同期した鋸歯状波
電圧を発生する鋸歯状波電圧発生回路と、上記出
力端子に現われる出力電圧に比例した電圧の直流
電圧を上記鋸歯状波電圧に重畳する抵抗分圧回路
と、この抵抗分圧回路の出力電圧を基準電圧と比
較して位相パルス信号を発生するパルス発生回路
と、上記鋸歯状波電圧発生回路と上記パルス発生
回路に動作用の直流定電圧を供給する定電圧回路
とを備え、上記位相パルス信号を上記サイリスタ
のゲートに供給して上記出力電圧を制御する定電
圧電源回路において、上記抵抗分圧回路を、上記
出力端子と接地間に直列接続した第1と第2と第
3の抵抗からなる抵抗分圧器と、上記第1と第2
の抵抗の接続点と上記定電圧回路の出力との間に
接続したコンデンサとで形成し、上記第2と第3
の抵抗の接続点から上記直流電圧を取り出すと共
に、これら第2と第3の抵抗による電圧分圧比
を、起動時に現われる上記直流電圧の最大値が上
記鋸歯状波電圧の電圧値の1/2に上記基準電圧を
加えた電圧値よりも大になるような分圧比に設定
したことを特徴とする定電圧電源回路。1. A full-wave rectifier circuit that rectifies AC voltage and outputs a pulsating DC voltage, a thyristor that connects the output of the full-wave rectifier circuit to an output terminal, a smoothing capacitor connected between the output terminal and ground, and a pulsating DC voltage. A sawtooth voltage generation circuit inputs a DC voltage and generates a sawtooth voltage synchronized with the pulsation frequency of the DC voltage, and superimposes a DC voltage proportional to the output voltage appearing at the output terminal on the sawtooth voltage. A resistive voltage dividing circuit, a pulse generating circuit that generates a phase pulse signal by comparing the output voltage of the resistive voltage dividing circuit with a reference voltage, and a DC constant for operation of the sawtooth wave voltage generating circuit and the pulse generating circuit. and a constant voltage circuit for supplying voltage, the constant voltage power supply circuit supplying the phase pulse signal to the gate of the thyristor to control the output voltage, the resistor voltage divider circuit is connected between the output terminal and ground. a resistive voltage divider consisting of a first, second, and third resistor connected in series;
and a capacitor connected between the connection point of the resistor and the output of the constant voltage circuit, and
The DC voltage is taken out from the connection point of the resistors, and the voltage division ratio by these second and third resistors is set such that the maximum value of the DC voltage that appears at startup is 1/2 of the voltage value of the sawtooth wave voltage. A constant voltage power supply circuit characterized in that the voltage division ratio is set to be greater than the voltage value obtained by adding the above-mentioned reference voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12157379A JPS5647816A (en) | 1979-09-22 | 1979-09-22 | Constant-voltage electric power supply circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12157379A JPS5647816A (en) | 1979-09-22 | 1979-09-22 | Constant-voltage electric power supply circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5647816A JPS5647816A (en) | 1981-04-30 |
| JPH0217802B2 true JPH0217802B2 (en) | 1990-04-23 |
Family
ID=14814571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12157379A Granted JPS5647816A (en) | 1979-09-22 | 1979-09-22 | Constant-voltage electric power supply circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5647816A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752864A (en) * | 1987-04-24 | 1988-06-21 | Metcal, Inc. | Constant voltage power supply |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5343441U (en) * | 1976-09-18 | 1978-04-14 |
-
1979
- 1979-09-22 JP JP12157379A patent/JPS5647816A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5647816A (en) | 1981-04-30 |
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