JPH0321194Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、直流安定化電源、特に、並列接続さ
れた複数の自励式フオワードコンバータを有し、
これらの各コンバータから負荷に供給される電流
レベルをほぼ均等にできる直流安定化電源に関連
する。

従来の技術 互いに並列接続された複数の他励式コンバータ
を有する直流安定化電源は、大容量電源として既
に使用されている。例えば、この直流安定化電源
は、変圧器の１次巻線とスイツチング素子とを直
列に接続し、変圧器の２次巻線から安定化した直
流出力を取り出すようにした複数のコンバータか
らなり、上記スイツチング素子は、各コンバータ
に共通に設けられた発振器を有する制御回路で制
御される。

考案が解決しようとする問題点 上述の様に構成された従来の直流安定化電源で
は、各コンバータの出力電圧の設定値の僅かな差
異により、各コンバータが分担する負荷電流にア
ンバランスが生じる。即ち、出力電圧の設定値が
高い方のコンバータに負荷電流の全部又は大部分
が流れることになる。従つて、負荷電流が多く流
れる方のコンバータの発熱量が大になり、直流安
定化電源の寿命が短くなる。また、一方のコンバ
ータから供給される許容電流が最大になると、他
方のコンバータから供給される電流に余裕があつ
てもこれ以上電流を増加させることができなくな
り、装置自体の使用範囲が制限される欠点があ
る。また、制御回路が複雑となり、小形化が困難
である。

本考案は、互いに並列接続された複数の自励式
フオワードコンバータを有し、これらのコンバー
タから負荷に供給される電流レベルをほぼ均等に
できる小形の直流安定化電源を提供することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 本考案の直流安定化電源では、変圧器の１次巻
線とスイツチング素子とを直列に接続し、前記変
圧器の３次巻線とコンデンサの直列回路を前記ス
イツチング素子の制御端子に接続し、該制御端子
に前記スイツチング素子をオン・オフ制御する制
御素子を接続して、前記変圧器の２次巻線に接続
された共通の出力端子から安定化した直流出力を
取り出す自励式フオワードコンバータを複数台並
列的に接続した直流安定化電源において、前記ス
イツチング素子に流れるピーク電流を検出するピ
ーク電流検出回路を前記コンバータの各々に設け
るとともに、前記共通の出力端子に共通の誤差増
幅回路を設け、前記コンバータごとに該コンバー
タ内の前記ピーク電流検出回路の検出電圧と前記
共通の誤差増幅回路の出力電圧とに基づいて前記
コンバータ内の前記制御素子を駆動するように構
成する。

作 用 複数の自励式フオワードコンバータの各々のス
イツチング素子に流れる電流を、ピーク電流検出
回路によつて検出すると共に、共通の誤差増幅回
路によつて前記電流を出力電圧のレベルに対応し
て制御するので、各スイツチング素子に流れる電
流が均一化し、コンバータの負荷電流レベルが均
等になる。

実施例 以下、本考案の実施例を第１図及び第２図につ
いて説明する。

最初に、本考案の一実施例を示す第１図につい
て説明する。本考案の直流安定化電源は、共通の
入力端子１と共通の出力端子４とに並列に接続さ
れた複数の自励式フオワードコンバータ７と８を
有する。一方の自励式フオワードコンバータ７に
おいて、変圧器９の１次巻線１１、トランジスタ
１０及び抵抗２２は、前記共通の入力端子１の正
側端子２と負側端子３との間に直列に接続され
る。抵抗２２は、後述のようにピーク電流検出素
子としての機能を持つ。変圧器９の２次巻線１２
は、整流平滑回路１３を通じて共通の出力端子４
の正側端子５と負側端子６とに接続される。整流
平滑回路１３は、２次巻線１２の一端と共通の出
力端子４の正側端子５との間に直列に接続された
整流用ダイオード１４と平滑用チヨーク１５、２
次巻線１２の他端と平滑用チヨーク１５の一端と
の間に接続されたダイオード１６、平滑用チヨー
ク１５の他端と２次巻線１２の他端とに接続され
たコンデンサ１７を有する。共通の出力端子４
は、負荷（図示せず）に接続され、負荷には、安
定化した直流出力が供給される。

トランジスタ１０のゲートには、駆動回路２０
が接続される。即ち、駆動回路２０は、変圧器９
の３次巻線２１を有し、３次巻線２１の一端は、
コンデンサ２３を通じてトランジスタ１０のゲー
トへ接続され、３次巻線２１の他端は、トランジ
スタ１０のソースと抵抗２２との間に接続され
る。トランジスタ１０のゲートは、起動用抵抗１
８を通じて正側端子２に接続される。

また、トランジスタ１０のゲートは、ダイオー
ド２４を介して、トランジスタ１０のオン・オフ
を制御する制御素子としてのトランジスタ２５の
コレクタに接続され、トランジスタ２５のエミツ
タは、負側端子３に接続される。

トランジスタ２５のベースには、ピーク電流検
出回路２６が接続される。ピーク電流検出回路２
６は、前記抵抗２２と、並列接続されたコンデン
サ２７及び抵抗２８からなる。コンデンサ２７と
抵抗２８のそれぞれの一端は、上記３次巻線２１
の他端に接続され、コンデンサ２７と抵抗２８の
それぞれの他端は、トランジスタ２５のベースに
接続される。

トランジスタ２５のベースは、更に、直列に接
続された抵抗３０と逆流阻止用ダイオード３１と
を通じて誤差増幅回路３２に接続される。誤差増
幅回路３２は、誤差増幅器３３と、この誤差増幅
器３３の反転入力端子に接続された基準電圧電源
３４を有する。誤差増幅器３３の出力端子は、前
記ダイオード３１に接続され、誤差増幅器３３の
非反転入力端子は、共通の出力端子４の正側端子
５に接続される。また、基準電圧電源３４は、負
側端子６に接続される。従つて、トランジスタ２
５のベースには、誤差増幅回路３２の出力とピー
ク電流検出回路２６の出力とが供給される。

他方の自励式フオワードコンバータ８は、上記
自励式フオワードコンバータ７と同様に構成さ
れ、コンバータ７と同一部品には同一符号を付
し、説明を省略する。

上記構成において、電源投入時、コンバータ７
では、起動用抵抗１８を通じてコンデンサ２３が
充電され、トランジスタ１０のゲートに電圧が印
加されるので、トランジスタ１０がオンとなり、
正側端子２、１次巻線１１、トランジスタ１０及
び負側端子３を通じて電流が流れる。このとき、
変圧器９の２次巻線１２には、ダイオード１４を
順方向にバイアスする電圧が誘起され、２次巻線
１２から整流平滑回路１３を通り共通の出力端子
４に接続された負荷に電流が供給される。また、
３次巻線２１には、トランジスタ１０を順方向に
バイアスする電圧が誘起されるので、コンデンサ
２３の電圧に３次巻線２１の電圧を加えたゲート
電圧がトランジスタ１０に印加され、トランジス
タ１０はオン状態に保持される。１次巻線１１
は、インダクタンスコイルとして働くので、トラ
ンジスタ１０のドレイン・ソース間を流れる電流
は、時間と共に増加する。しかし、抵抗２２を流
れる電流が増加し、抵抗２２の電圧が高くなる
と、コンデンサ２７及び抵抗２８を介してトラン
ジスタ２５にベース電流が流れ、トランジスタ２
５はオンする。これによつてコンデンサ２３の電
荷は放電すると共に、トランジスタ１０のゲート
電圧は低下し始める。トランジスタ１０のゲート
電圧が低下すると、ドレイン・ソース間の電流も
減少するので、ゲート電圧は急激に低下してトラ
ンジスタ１０はオフとなる。その後、抵抗１８を
介してコンデンサ２３が充電されると、トランジ
スタ１０は再びオンとなり、上記動作が繰り返さ
れる。

次に、共通の出力端子４への出力電圧が上昇
し、所定の設定値よりも高くなると、誤差増幅器
３３の出力電圧は高くなり、ダイオード３１と抵
抗３０とを通じてトランジスタ２５にベース電流
が供給され、トランジスタ２５はオンとなる。こ
の結果、トランジスタ１０はオンとなり、トラン
ジスタ１０のオン期間が短くなつて、出力電圧は
所定値に戻される。出力電圧が低くなつたときは
上記動作と逆になる。

コンバータ８でも、コンバータ７の上記動作と
同様の動作が行われ、共通の出力端子４には、コ
ンバータ７と８との総和出力が発生する。

複数の自励式フオワードコンバータ７，８の
各々のトランジスタ１０に流れるピーク電流を抵
抗２２によつて検出すると共に、この電流を共通
の誤差増幅回路３３によつて共通の出力端子４に
発生する出力電圧のレベルに対応して制御するの
で、共通の出力端子４の出力電圧が定電圧となる
ようにかつ各コンバータの各トランジスタ１０に
流れるピーク電流が均一化され負荷電流レベルが
均等となるように制御される。

第２図は、本考案の他の実施例を示し、この実
施例について説明する。第２図では、第１図に示
される部分と同一の部分については、同一符号を
付し、説明を省略する。自励式フオワードコンバ
ータ７のトランジスタ１０のゲートは、抵抗４０
とコンデンサ２３とを通じて３次巻線２１の一端
と接続される。抵抗４０の一端は、トランジスタ
１０のゲートに接続され、抵抗４０の他端と起動
用抵抗１８の一端との間に抵抗４１とコンデンサ
４２からなるCR並列回路と逆流阻止用ダイオー
ド４３とが直列に接続される。コンバータ８も上
記コンバータ７と同様に構成される。但し、コン
バータ７と８の起動用抵抗１８の一端は、互いに
導線４４で接続されると共に、第１図とは異なる
構成の誤差増幅回路３２が各トランジスタ２５に
接続される。誤差増幅回路３２は、誤差増幅器４
５と、誤差増幅器４５の反転入力端子に接続され
た基準電圧電源４９と、誤差増幅器４５の出力で
発光する発光ダイオード４６と、発光ダイオード
４６の光を受光する受光トランジスタ４７とを有
する。受光トランジスタ４７のエミツタは、ダイ
オード３１と抵抗３０とを通じて各トランジスタ
２５のベースに接続され、受光トランジスタ４７
のコレクタは、電源４８を通じて共通の入力端子
１の負側端子３に接続される。

上記構成において、コンバータ７と８は、互い
に同期してオン・オフ動作を行う。これは、コン
バータ７と８のトランジスタ１０の一方が早くオ
ンすると、今迄、正側端子２から起動用抵抗１８
を通じてコンデンサ２３に流れていた充電電流
は、未だオンしない他方のコンバータのコンデン
サ２３に殆ど流れるようになるからである。この
ため、他方のトランジスタ１０のオン時期が早め
られ、自励式であるにもかかわらず、コンバータ
７と８とは同期する。この場合、抵抗４１とコン
デンサ４２からなるCR並列回路は、各コンデン
サ２３へ流れる電流を調整し、複数のトランジス
タ１０のしきい値の不均等を補償する機能を有す
る。

尚、定電圧制御は、出力電圧に対応した誤差増
幅器４５の出力で発光ダイオード４６・受光トラ
ンジスタ４７を作動させて、電源４８からトラン
ジスタ２５にベース電流を供給することによつて
行う。その他の動作は、第１図の回路と同じであ
る。

本考案の上記実施例は、同一技術的範囲内で更
に変更が可能である。例えば、上記実施例では、
２個の自励式フオワードコンバータ７と８を有す
る直流安定化電源を示したが、３個以上の自励式
フオワードコンバータを並列に接続した直流安定
化電源にも本考案を実施できる。

考案の効果 本考案の直流安定化電源では、複数の自励式フ
オワードコンバータの各々のスイツチング素子に
流れる電流をピーク電流検出回路によつて検出す
ると共に、その電流を共通の誤差増幅回路によつ
て共通の出力端子に発出する出力電圧のレベルに
対応して制御するので、共通の出力端子の出力電
圧が定電圧となるようにかつ各コンバータの各ス
イツチング素子に流れるピーク電流が均一化され
負荷電流レベルが均等となるように制御される。
従つて、各コンバータの発熱量をほぼ等しくする
ことができ、直流安定化電源の寿命が長くなる。
また、従来の装置に比べ、装置が小形になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の直流安定化電源の一実施例を
示す回路図、第２図は本考案の他の実施例を示す
回路図である。 １……共通の入力端子、２……正側端子、３…
…負側端子、４……共通の出力端子、５……正側
端子、６……負側端子、７，８……自励式フオワ
ードコンバータ、９……変圧器、１０……トラン
ジスタ（スイツチング素子）、１１……１次巻線、
１２……２次巻線、１３……整流平滑回路、２０
……駆動回路、２１……３次巻線、２２……抵
抗、２５……トランジスタ（制御素子）、２６…
…ピーク電流検出回路、３１……ダイオード、３
２……誤差増幅回路、３３……誤差増幅器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 変圧器の１次巻線とスイツチング素子とを直列
   に接続し、前記変圧器の３次巻線とコンデンサの
   直列回路を前記スイツチング素子の制御端子に接
   続し、該制御端子に前記スイツチング素子をオ
   ン・オフ制御する制御素子を接続して、前記変圧
   器の２次巻線に接続された共通の出力端子から安
   定化した直流出力を取り出す自励式フオワードコ
   ンバータを複数台並列的に接続した直流安定化電
   源において、前記スイツチング素子に流れるピー
   ク電流を検出するピーク電流検出回路を前記コン
   バータの各々に設けるとともに、前記共通の出力
   端子に共通の誤差増幅回路を設け、前記コンバー
   タごとに該コンバータ内の前記ピーク電流検出回
   路の検出電圧と前記共通の誤差増幅回路の出力電
   圧とに基づいて前記コンバータ内の前記制御素子
   を駆動するように構成したことを特徴とする直流
   安定化電源。