JPH03155366A - 同期型スイッチング電源 - 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】 Ｃ産業上の利用分野Ｊ 本発明は発振周波数同期型スイッチング電源に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種のスイッチング１１は直流出力電圧を安定
化するためのＭ）運回路にスイッチング素子を制御する
コントロールＩＣが用いられ、このコントロールＩＣに
は発振回路が内蔵され、この発振波形に基づいてスイッ
チング素子の制御パルスを形成している。

第７図はコントロールＩＣに内蔵された発振回路の一例
を示す対称三角波発振器の回路ｍ成因であり、同図にお
いて１はコン１〜ロールＩＣに外付けされた発振コンデ
ンサ、２は充電用定電流回路、３はスイッチ手段、４は
放電用定電流回路、５は発振波形のピーク値電圧及び谷
電圧を決定する電圧検出回路である。そして、充電用定
電流回路２を介して発振コンデンジ１に定電流が供給さ
れて充電され、発振コンデンサ１の充電電圧が直線的に
上昇する。この充電電圧が規定のピーク値電圧に達する
と電圧検出回路５から信号が出力してスイッチ手段３が
開成し、発振コンデン′ｖ１の充電電荷は放電用定電流
回路４を介して放電され、発振コンデンサ１の電圧は直
線的に低下する。電圧が規定の谷型圧まで下降すると電
圧検出回路５からの信号によりスイッチ手段３が開成し
、発振コンデンサ１の充電が開始される。この動作によ
り第８図に示す対称三角波形の発振信号が形成される。

ところで、発振周波数の異なる複数台のスイッチング電
源を同−Ｒ器内において独立または並列で運転した場合
、差周波数のビートを発生し、周辺機器に悪影響を及ぼ
すことが知られており、前記発振回路では発振コンデン
サ１、定電流回路２．４あるいは電圧検出回路５のバラ
ツキによって同一定数で設計された発振回路であっても
発振周波数にバラツキを生じ、これによって複数台のス
イッチング電源間に差周波数を生じてしまうという問題
があった。

この問題を解決するものとして共通Ｒ振方式とマスター
スレーブ方式とが知られている。

共通発振方式は第９図に示すように複数のスイッチング
電源６．７に内蔵されｌζ発振回路の動作を停止させ、
代りに一台の共通光１！器８から同一の発振信号を複数
の電源６．７に供給するものであり、電源６．７間の差
周波数を防止することができる。マスタースレーブ方式
は第１０図に示すように発振回路を内蔵したマスター専
用電源９のマスタ一端子１０と、発振回路を内蔵しない
スレーブ専用電源１１のスレーブ端子１２とを接続する
ことにより、複数台の電源９．１１はマスター専用電源
９の発振周波数で同期運転することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術において、共通発振方式は電源の外部に共
通発振器を備える必要があるためコスト高になるうえ、
単独運転時にも電源の外部に発振器を必要とし不便であ
る。また、同期運転用と単独運転用の２種の電源を用意
しなければならず不便である。また、マスタースレーブ
方式はマスター専用とスレーブ専用の２種の電源を必要
とし不便であった。

そこで本発明は同種電源の同期端子同士を接続すること
により差周波数の発生を防止できる同期型スイッチング
電源を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は発振回路を内蔵するスイッチング電源に複数の
電源を接続するための発振周波数同ｍ端子を設け、この
同期端子に発振波形の所定電圧を検出して同期信号を出
力する同期信号発生回路を接続し、前記同期信号により
発振コンデンサの充電電圧を急速に放電させる放電回路
を設けてなる同期型スイッチング電源である。

［作　用］ 本発明は複数台のＭ源の同期端子同士を接続することに
より、各電源の発振コンデンサの充電電圧が同時に急速
放電する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
。

第１図はブロック図を示しており、複数台のスイッチン
グ電源２１．２２はそれぞれ例えば第７図で示した発振
回路２３を内蔵したコントロールｆｃ２４を備えている
。２５は負荷である。

そして、コントロールＩＣ２４と外付けの発振コンデン
サ１との接続点には同期端子２６が接続され、この同期
端子２６には電源２１．２２の内部に位置して同期信号
発生回路２７と放電回路２８とが設けられている。同期
運転時には複数台のスイッチング電１１１ｉ２１．２２
の同期端子２６同士を接続することにより差周波数を生
じることなく同期運転され、単独運転あるいは非同期で
複数台運転する場合には同期端子２６間を開放すること
により、各電源内蔵の発振回路２３によってそのまま運
転することができる。

第２図は同期信号発生回路２７および放電回路２８を示
す回路構成図であり、コントロールＩＣ２４と外付けの
発振コンデンサ１との接続点には逆流防止用ダイオード
２９を介して同期端子２６が接続され、発振コンデンサ
１と逆流防止用ダイオード２９のアノードとの接続点に
同期信号発生回路２７の入力端子が接続されている。ま
た、逆流防止用ダイオード２９のカソード側にはスイッ
チ手段３０と基準電圧Ｖの直列回路が接続され、スイッ
チ手段３０は前記同期信号発生回路２７の出力によって
開開動作するようになっており、逆流防止用ダイオード
２９とスイッチ手段３０と基準電圧Ｖとで放電回路２８
を形成している。前記同期信号発生回路２７は発振コン
デンサ１端電圧を検出し、この検出電圧が規定しきい値
電圧以下になったとき一定の短い時間スイッチ手段３０
を閉成するちのである。

次に動作を第３図の波形図を参照して説明すると、コン
トロールｆｃ２４に内′ｉａされた発振回路２３の動作
により発振コンデンサ１に充電されこの充電電圧が規定
のピーク値電圧に達すると第７図のスイッチ手段３が開
成して放電が開始される。この発振波形の立ら下り時に
おいて発振コンデンサ１の電圧が規定しきい値電圧以下
になると同期信号発生回路２７から同期信号が出力され
てスイッチ手段３０が開成する。これにより発振コンデ
ンサ１の充電電荷は逆流防止用ダイオード２９、スイッ
チ手段３０を通して急速に放電し、基準電圧Ｖとダイオ
ード２９の電圧降下ＶＦとを加えた電圧まで低下する。

この後一定の短時間Ｔ後スイッヂ手段３０が開成し発振
コンデンサ１の充電が開始される。この場合、スイッチ
手段３０のｒｆｌ成により発振コンデンサ１の電圧が急
激に下降すると発振回路２３のスイッチ手段３が閉成し
て充電電流が供給されるがスイッチ手段３０が一定時間
下の期間開成状態であるため充電電流はスイッチ手段３
０側に流れて時間Ｔの期間は充電されない。この場合、
Ｒ振波形各部の電圧の関係は次のように設定されている
。

ピーク値電圧〉規定しきい値電圧〉谷部電圧＞　ｖ十ｖ
Ｆ 第４図は第１図に示すように？Ｉａ台のスイッチング電
源２１．２２の同期端子２６同士を接続した場合の回路
構成図であり、同図に示ずように各電源２１．２２の放
電回路２８同士が同期端子２６を介して相互に接続され
ているため、方のスイッチ手段３０が開成すると各電源
２１゜２２の発振コンデンサ１の電荷がそれぞれの逆流
防止用ダイオード２９を介して開成した一方のスイッチ
手段３０を通して同時に急速放電される。これにより、
第５図（ａ）に示す電源２１の発振周期Ｔ＾と第５図（
ｂ）に示す電源２２の発振周期ＴＢとの間にＴＯのずれ
があったとしても、最初にスイッチ手段３０が開成した
波形つまり第５図（ａ）に示す電源２１の発振波形ＶＡ
においてスィッチ手段３０開成時の急速放電と同時に発
振波形Ｖｓも強シリ的に急速放電し、これによって電源
２２の発振波形ＶＢは第５図（Ｃ）に示すように発振波
形Ｖ＾と同期した波形ＶＢ’になり、このようにして複
数の電源２１．２２間の差周波数は解消される。

第６図は同期信号発生回路２７の一例を示した回路構成
図であり、これは発振コンデンサ１の電圧と設定電圧＋
ｙｒｅｒとを比較するコンパレータ３１を設け、このコ
ンパレータ３１の出力側に設けられた抵抗３２とコンデ
ンサ３３からなるＯＲ時定数回路と、コンデンサ３３の
充電電圧と設定電圧＋Ｖ　ｒｅｆとを比較する演算増幅
器３４とからなるタイマ回路３５を設け、このタイマ回
路３５の出力側にスイッチ手段３０たるトランジスタ３
６のベースが接続されている。

タイマ回路３５はスイッチ手段３０のオン時ＩＩＴを設
定しており、トランジスタ３６のターンオン動作のバラ
ツキによる発振波形の立ち上り開始時点のバラツキの発
生を防止している。

この動作は発振コンデンサ１の電圧が設定電圧＋Ｖ　ｒ
ｅｆと比較され規定しきい値電圧に達した時点でコンパ
レータ３１の出力はハイレベルになり時定数に基づいて
コンデンサ３３に充電が開始されると同時に演算増幅器
３４から比較電圧が出力されてトランジスタ３６をオン
動作Ｊる。トランジスタ３６のオン動作によって発振コ
ンデンサ１の電荷は急速に放電する。

この後時間Ｔ後にコンデンサ３３の充電電圧が所定値に
達すると演算増幅器３４の出力がローレベルになりトラ
ンジスタ３６はオフし、発振コンデンサ１への充電が開
始する。

このように本発明実施例においては、複数台の同梯電源
の同期端子同士を接続するだけで第５図の発振波形のよ
うに差周波数の発生を防止した同期運転を行うことが可
能であり、また単独運転あるいは非同期で複数台運転す
る場合には同期端子間を開放することにより各電源内蔵
の発振回路を用いて第３図の発振波形によりそのまま運
転することができる。

このため従来の共通発振方式における外部に共通発振器
を必要としコスト高になること、またマスタースレーブ
方式におけるマスター専用とスレーブ専用の２種の電源
を必要とし不便である等の問題が解消される。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく本発
明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である
。例えば第４図で示した発振回路あるいは第６図で示し
た同期信号発生回路は一例を示したにすぎず適宜選定す
ればよ（＼。また、発振器の波形も対称三角波に限定さ
れるものではなく、各種のものに適用可能である。

［発明の効果］ 本発明は複数台の電源の同期端子同士を接続することに
より、各Ｎ源の発振コンデンサの充電電圧を同時に急速
放電させるものであるため、差周波数の発生を簡単かつ
経済的に防止できるという効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示し、第１図は
同期運転状態を示す概略説明図、第２図は回路構成図、
第３図は発振波形図、第４図は同期運転状態を示す回路
構成図、第５図は発振波形図、第６図は同期信号発生回
路を示す回路構成図、第７図は一般的な発振回路を示す
回路構成図、第８図は一般的な発振波形図、第９図およ
び第１０図は従来例を示し、第９図は共通発振方式の概
略説明図、第１０図はマスタースレーブ方式の概略説明
図である。 ２１、２２・・・スイッチング電源 ２３・・・発振回路 ２６・・・同期端子 ２１・・・同期信号発生回路 ２８・・・ｂＩｉ電回路 特　　許　　出　　願　　人 ネミツク・ラムダ 株式会社 代　　理　　人　　弁理士 牛 木 護

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発振回路を内蔵するスイッチング電源に複 数の電源を接続するための発振周波数周期端子を設け、
   この同期端子に発振波形の所定電圧を検出して周期信号
   を出力する同期信号発生回路を接続し、前記同期信号に
   より発振コンデンサの充電電圧を急速に放電させる放電
   回路を設けてなることを特徴とする同期型スイッチング
   電源。