JPH04351421A - 安定化電源装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置などの電
源として用いられる安定化電源装置に関し、特に、安定
化回路に故障を生じたとき、出力側に過電圧を出力せし
めないよう動作する保護回路に特長を有する電源装置に
係る。

【０００２】

【従来の技術】図３は安定化電源装置の構成の例を示す
図であって、５１は整流回路、５２は平滑回路、５３は
スイッチング回路、５４は変圧器、５５は出力電圧監視
回路、５６ａ，５６ｂは整流回路、５７ａ，５７ｂは平
滑回路、５８ａ，５８ｂは安定化回路、５９ａ，５９ｂ
は保護回路を表わしている。

【０００３】以下同図に基づいて、その動作の概要につ
いて説明する。交流入力端子より入力された商用交流は
整流回路５１で全波整流された後、平滑回路５２で平滑
化され、変圧器５４の１次側に入力される。該変圧器の
１次側に流れる電流はスイッチング回路５３のスイッチ
ング素子によって断続され、その結果変圧器５４の２次
側に該変圧器の巻線比に応じた交流電圧が誘起される。

【０００４】これらの交流電圧は、それぞれ整流回路５
６ａ，５６ｂによって整流された後、平滑回路５７ａ，
５７ｂに入力されて平滑化され直流となる。そして、安
定化回路５８ａ，５８ｂは上記直流を受けて、入力側あ
るいは負荷側の電圧変動があった場合でも一定の出力電
圧を出力するよう動作する。

【０００５】保護回路５９ａ，５９ｂは安定化回路５８
ａ，５８ｂの出力が異常に高くなったとき、その電圧を
垂下させて、その影響が負荷側に及ばないよう動作する
ものであるが、詳細については後述する。出力電圧監視
回路５５は各ＤＣ出力端子の電圧を常時監視していて、
出力電圧が異常であることを検出するとスイッチングの
回路５３の動作を停止させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、電源装
置の出力電圧は図３に示す出力電圧監視回路５５が常時
監視していて、万一異常が検出されると直ちに、スイッ
チング回路５３の動作を停止させて出力電圧の供給を絶
つことにより、異常な電圧が負荷側に接続されている装
置のＩＣ等に印加されて、これらが破壊されることを防
止している。

【０００７】しかし、例えば、図３の安定化回路５８ａ
の素子Ｔｒが障害を生じてコレクタとエミッタ間が短絡
状態となったときには、入力が断たれても平滑回路５７
ａ内の蓄電器Ｃに充電されている電荷がそのまま出力側
に放出されることになる。

【０００８】もともと、安定化回路５８ａは、必要な出
力電圧（例えば５Ｖ）を得るために、これよりかなり高
い電圧（例えば１０Ｖ）を入力して、出力と直列に挿入
された素子Ｔｒの内部抵抗を出力電圧の変化に応じて変
化せしめることにより、一定の出力電圧を得るように構
成されているものであるから、上記蓄電器Ｃに充電され
ている電圧は、定格出力電圧よりかなり高いものであり
、これが出力されることは非常に都合が悪い。

【０００９】そのため、この場合の異常電圧を保護回路
５９ａで吸収するようにしている。（５９ｂの場合も同
様である。）

【００１０】図４は、図３で示した保護回路５９ａある
いは５９ｂの詳細を示す図であって、６１は抵抗器、６
２はツェナーダイオード、６３は蓄電器、６４はサイリ
スタを表わしている。

【００１１】この回路は、入力電圧が通常の範囲である
間は、サイリスタ６４が開放状態になっていて、入力電
圧はそのまま出力側へ通過するが、入力側電圧が上昇し
ツェナーダイオード６２の降伏領域に入ると急激にツェ
ナーダイオード６２を通過する電流が増し、これがサイ
リスタ６４のトリガゲート電流となって、サイリスタ６
４を導通させ、出力側を短絡状態とする。

【００１２】これによって、異状な高電圧が過渡的に出
力側に送出されることを抑止している。このような保護
回路は、出力電圧の種類ごとに必要である。そして、定
電圧回路のトランジスタの導通的破壊と言う滅多に生じ
ない障害に備えてのものなので、経済的なものである程
良いが、従来のものでは最低でも図４に示すような構成
のものが必要であり、部品点数が多いため、信頼性上の
難があると共に、必ずしも経済的とは言えないと言う問
題点があった。

【００１３】本発明はこのような従来の問題点に鑑み、
定電圧回路の保護回路の構成が簡単で信頼性が高く、経
済性に優れた安定化電源装置を提供することを目的とし
ている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は前記特許請求の範囲に記載した手段より達成され
る。すなわち、本発明は、入力された直流を断続するス
イッチング回路と、該スイッチング回路によって断続さ
れた電源を１次側に入力して２次側より出力を得る変圧
器と、該変圧器の２次側の出力を整流する整流回路と、
該整流回路の出力を平滑化して出力するための回路であ
って、出力回路に並列に接続された少なくとも一つの蓄
電器を有する平滑回路と、該平滑回路の出力側に直列に
接続されていて、最終出力電圧の変化に応じてその内部
抵抗を自動的に変化させることにより常に最終出力電圧
を一定に保つ如く動作する半導体素子を有する安定化回
路とを具備し、該安定化回路の出力側に並列に、その極
性が出力電圧の極性と逆になるように、ツェナーダイオ
ードを接続せしめた安定化電源装置である。

【００１５】

【作用】本発明の安定化電源装置においては、図３に示
した保護回路５９ａ，５９ｂとして、図４に示したよう
な複雑な回路を設けることなく、これを、ツェナーダイ
オード一個からなる簡潔な回路によっていることを特徴
としている。

【００１６】図１は本発明の原理的構成を示す図であっ
て、１は整流回路、２は平滑回路、３はスイッチング回
路、４は変圧器、５は出力電圧監視回路、６は整流回路
、７は平滑回路、８は安定化回路、９はツェナーダイオ
ードを表わしている。同図において、交流入力は整流回
路１において整流された後、平滑回路２において平滑化
されて直流となってスイッチング回路３を介して変圧器
４の一次側に入力される。

【００１７】この、変圧器一次側の回路は、スイッチン
グ回路３内のスイッチング素子によって断続されるので
、変圧器の巻線比に応じた交流電圧が変圧器の二次側に
誘起される。そして、整流回路６によって整流された後
、平滑回路７により平滑され、安定化回路８を経て、直
流として出力される。

【００１８】出力電圧監視回路５は常に出力電圧を監視
していて、異常な電圧が検出されると、信号を出力して
スイッチング回路３の動作を停止せしめ、変圧器４の２
次側への交流出力を抑止する。万一、安定化回路８のト
ランジスタＴｒが内部で短絡すると言うような障害を発
生した場合には、当然出力電圧が上昇するので出力電圧
監視回路５が動作して、変圧器４の一次側の動作を停止
させる。

【００１９】このとき、平滑回路７内の蓄電器Ｃには未
だ直流電圧が充電されており、これが安定化回路８内の
内部が短絡したトランジスタＴｒを経て直接出力される
ことになる。この出力電圧は定格出力電圧に比べてかな
り高いが、ツェナーダイオードによってツェナー電圧以
上には上昇しない。しかし、ツェナーダイオード９の降
伏域で大電流が流れると、該ツェナーダイオード９を破
壊する。このようにして破壊されたツェナーダイオード
９は内部が短絡状態となり、異状な電圧が出力されるこ
とを抑止する。

【００２０】

【実施例】図２は本発明の一実施例を示す図であって、
１１−１〜１１−４はそれぞれ整流器、１２，１３は蓄
電器、１４は抵抗器、１５は変圧器、１６はトランジス
タ、１７は制御回路、１８，１９は整流器、２０は塞流
線輪、２１は蓄電器、２２はトランジスタ、２３は制御
回路、２４は蓄電器、２５は出力電圧監視回路、２６は
ツェナーダイオードを表わしている。

【００２１】同図において、入力された交流電圧は、整
流器１１−１〜１１−４からなるブリッヂ回路によって
全波整流された後、蓄電器１２によって平滑化され直流
となって、トランジスタ１６を介して変圧器１５の一次
側に入力される。トランジスタ１６は、制御回路１７の
信号を受けてスイッチング動作を行ない、変圧器１５の
二次側に交流電圧を誘起させる。

【００２２】この交流電圧は正の半サイクルが整流器１
８によって半波整流される。その後、塞流線輪２０に保
持された電気エネルギーが整流器１９を経て塞流線輪２
０の入力側に帰還される。塞流線輪２０と蓄電器２１は
平滑回路を形成しており、蓄電器２１の両端に直流電圧
が得られる。この直流電圧のプラス側はトランジスタ２
２のエミッタに入力されコレクタから出力されるが、こ
れが、この電源装置の出力（直流）となる。

【００２３】上記トランジスタ２２のベースには制御回
路２３が接続されているが、この制御回路２３は、電源
装置の出力電圧が常に一定となるようにトランジスタ２
２の内部抵抗を制御する。

【００２４】図２の回路でトランジスタ２２のエミッタ
とコレクタが短絡すると言う障害が発生した場合を想定
すると、これによって出力電圧が急激に上昇するので電
源装置の出力電圧の上昇を察知した出力電圧監視回路２
５は、直ちに制御回路１７に対して信号を出力し、トラ
ンジスタ１６の動作を停止させる。これによって、変圧
器１５の二次側への交流出力は消滅する。

【００２５】このとき、蓄電器２１には未だ直流が充電
されているので、この電圧が、トランジスタ２２のエミ
ッタとコレクタ（障害で短絡している）を通して出力側
に現われる。この電圧は、電源装置の定格出力電圧より
かなり高い電圧であるので、ツェナーダイオード２６に
流れ込むが、その降伏域の電流が極端に多くなるとツェ
ナーダイオード２６を破壊する。

【００２６】ツェナーダイオード２６は破壊すると内部
で短絡状態となるので、異状電圧が電源装置出力として
外部に出力されることはない。また、当然のことながら
、ツェナーダイオード２６のツェナー電圧以上の電圧が
、電源装置出力として外部に出力されることもない。

【００２７】上記実施例では、直流出力電圧が一種類の
電源装置の場合について述べているが、これに限るもの
ではなく、変圧器の二次側に複数の巻線を有していて、
それぞれ安定化回路を持ち、複数の直流電源を出力する
ように構成された電源装置に対しても適用できるもので
あることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安定化電源装置の保護回路を、ツェナーダイオードを一
個用いるのみで構成しているので、保護回路の信頼性が
高く、また、安定化電源装置を経済的に実現し得る利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図である。

【図３】安定化電源装置の構成の例を示す図である。

【図４】保護回路の詳細を示す図である。

【符号の説明】

１，６　　　　整流回路 ２，７　　　　平滑回路 ３　　　　スイッチング回路 ４，１５　　　　変圧器 ５，２５　　　　出力電圧監視回路 ８　　　　安定化回路 ９，２６　　　　ツェナーダイオード １１−１〜１１−４，１８，１９　　　　整流器１２，
１３，２１，２４　　　　蓄電器１４　　　　抵抗器 １６，２２　　　　トランジスタ １７，２３　　　　制御回路 ２０　　　　塞流線輪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力された直流を断続するスイッチン
   グ回路と、該スイッチイング回路によって断続された電
   源を１次側に入力して２次側より出力を得る変圧器と、
   該変圧器の２次側の出力を整流する整流回路と、該整流
   回路の出力を平滑化して出力するための回路であって、
   出力回路に並列に接続された少なくとも一つの蓄電器を
   有する平滑回路と、該平滑回路の出力側に直列に接続さ
   れていて、最終出力電圧の変化に応じてその内部抵抗を
   自動的に変化させることにより常に最終出力電圧を一定
   に保つ如く動作する半導体素子を有する安定化回路とを
   具備し、該安定化回路の出力側に、並列にその極性が出
   力電圧の極性と逆になるように、ツェナーダイオードを
   接続せしめたことを特徴とする安定化電源装置。