JPH048165A - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明はＣＲＴデイスプレィ装置等の低電圧電源と高電
圧電源とを使用する機器の電源装置に関するものである
。

〔従来の技術］ テレビジョン受像機等では低電圧電源と高電圧電源とを
１つの電源装置としているが、ＣＲＴデイスプレィ等の
消費電力が大きい場合には独立した電源装置を用いてい
る。最近電源装置はスイッチングレギュータと呼ばれる
直流対直流変換装置が使用されるが、低電圧電源用には
自励振型、高電圧電源用には他励振型が主として用いら
れている。従来はこの２つの電源装置を独立して使用し
ている。第４図は従来用いられている自励振型直流電圧
変換装置の一例を示す回路図である。本図において直流
電源１には１〜４次巻線を有する変成器２の１次巻線の
一端が接続され、その他端には電圧制御用のスイッチン
グ素子、例えばトランジスタＱ１が接続され抵抗Ｒ１を
介して接地される。トランジスタＱ１のベースにはベー
ス電流を制御するトランジスタＱ２が接続される。変成
器２の２次側にはダイオードＤ１．コンデンサＣ１から
成る整流回路３を介して負荷４が接続される。

又変成器２の３次巻線にはダイオードＤ２とコンデンサ
Ｃ２から成る整流回路５が接続され、その出力側にツェ
ナダイオードＺＤＩと抵抗Ｒ２から成る定電圧回路が接
続される。整流された第３次出力は抵抗Ｒ３，Ｒ４によ
って分圧され、その中点にはトランジスタＱ３のベース
が接続される。

トランジスタＱ３のコレクタは抵抗Ｒ２の一端に接続さ
れ、そのエミッタはトランジスタＱ２のベースに接続さ
れている。直流電源１の出力端２は、抵抗Ｒ５を介して
トランジスタＱ１のベース及びトランジスタＱ２のコレ
クタに接続される。更に変成器２の４次巻線には自動振
回路を構成するコンデンサＣ３と自動振の強度を制限す
る抵抗Ｒ６とがトランジスタＱ１のベースとの間に直列
接続されている。

さてこの自励振型直流電圧変換装置は、電源を投入する
と直流電源１から抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ１の
ベースにベース電流が流れ、直流電源ｌから変成器２の
１次巻線を通ってトランジスタＱ１にコレクタ電流が流
れる。このコレクタ電流によって変成器２の４次巻線に
コレクタ電圧と逆相の電圧が発生し、コンデンサＣ３，
抵抗Ｒ６を介してトランジスタＱ１にベース電流が流れ
コレクタ電流が増加する。そしてコレクタ電流の飽和に
より変成器２の４次出力がなくなるため、トランジスタ
Ｑ１のベース電流が減少しコレクタ電流も減少する。そ
のため変成器２の４次巻線に負電圧が発生し、トランジ
スタＱｌは急速に遮断する。コンデンサＣ３の電荷が放
電し終わると。

電源投入時と同様にしてトランジスタＱ１が導通する。

こうして発振して変成器２の１次側に断続的に電流が流
れるため、変成器２の２次側に出力が得られる。このと
き変成器２の電圧は巻数比と比例しているため、２次出
力の大小は３次出力で判別できる。３次出力が上昇すれ
ばトランジスタＱ３のコレクタ電圧はツェナダイオード
ＺＤ１の作用によりベース電圧より高くなるため、トラ
ンジスタＱ３のコレクタ電流が増加する。トランジスタ
Ｑ３のコレクタ電流はトランジスタＱ２のベース電流と
なるため、直流電源ｌから抵抗Ｒ５を介して流れるトラ
ンジスタＱ２のコレクタ電流が増加し、トランジスタＱ
２のコレクタ電圧、即ちトランジスタＱｌのベース電圧
が低下する。従ってトランジスタＱ１の遮断期間が長く
なり出力が低下する。こうして３次出力は定電圧に保た
れ、同時に２次出力も定電圧に保たれることとなる。

このように従来の自励振型直流電圧変換装置は、入力と
負荷に変動があっても安定して電力を供給できるため、
低電圧電源、高電圧電源として夫々１対で使用される。

［発明が解決しようとする課題］ しかるにこのような従来の自励振型直流電圧変換装置で
は、３次巻線の出力を検出して出力電圧を安定化するよ
うにしているが、電源の投入直後は３次出力の平滑コン
デンサＣ２が充電されず、電圧が低いため最大限の電力
が出力され、負荷４が破壊される恐れがあって高電圧電
源として使用し難いという欠点があった。又発振回路を
内蔵した他励振型直流電圧変換装置では、電源投入後に
発振出力を徐々に上昇させるようにすることによってこ
のような問題を避けられるが、それにょって装置が複雑
になり、又電源投入後の出力がないので負荷になる機器
の安定時間が長くなるという問題点があった。又発振回
路を含む出力制御回路用として別の電源が必要になると
いう問題点もあった。

本発明はこのような従来の直流電圧変換装置の問題点に
鑑みてなされたものであって、機器の起動や安定時間を
短くできるようにすることを技術的課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は直流電源からの電力が１次側に供給される変成
器と、変成器の導通を断続するスイッチング素子と、ス
イッチング素子の導通時間を制御する出力制御回路とを
有し、スイッチング素子の断続によって得られる変成器
の２次側の出力を整流して直流を得るようにした第１．
第２の直流電圧変換装置を備えた電源装置であって、第
２の直流電圧変換装置を構成する第２のスイッチング素
子を制御する第２の出力制御回路の電源を、第１の直流
電圧変換装置の出力から供給するようにしたことを特徴
とするものである。

〔作用〕

二のような特徴を有する本発明によれば、電源投入後に
第１の直流電圧変換装置よりその負荷に必要な電力を供
給し、又第２の直流電圧変換装置の出力制御回路に電源
を供給している。そして第２の直流電圧変換装置の出力
が上昇すればその出力又は第１の直流電圧変換装置の出
力によって出力制御回路に必要な電圧が供給され、第２
の直流電圧変換装置の電圧レベルを制御するようにして
いる。

〔実施例］ 次に本発明の第１実施例について第１図を参照しつつ説
明する。本図において直流電源１の出力側にまず第１の
直流電圧変換装置１０を設ける。

第、１の直流電圧変換装置１０は自動型の低圧の直流電
圧装置であって、前述した従来例と同様に変成器２とト
ランジスタＱ１〜Ｑ３を有している。

これらの各回路の構成については前述した従来例と同一
であるので同一符号を付して詳細な説明を省略する。さ
て本実施例では直流電源１に加えて他励振型で高圧用の
第２の直流電圧変換装置２０を接続する。直流電圧変換
装置２０は直流電源１に１次側の一端が接続された第２
の変成器２１を有しており、その他端には電流を制御す
るスイッチング素子である第４のトランジスタＱ４が接
続される。変成器２１の２次側はダイオードＤ３コンデ
ンサＣ４から成る整流回路２２を介して第２の負荷２３
に接続される。変成器２１の３次巻線にはダイオードＤ
４．コンデンサＣ５から成る整流回路２４が接続され、
その整流出力はドライブトランス２５の１次巻線及び抵
抗Ｒ７，Ｒ８の分圧回路と定電圧ＩＣ２６に接続される
。定電圧ＩＣ２６は電流制御ＩＣ２７に駆動電源を供給
すると共に、抵抗Ｒ９とツェナダイオードＺＤ２による
定電圧回路を介して基準電圧を供給している。

抵抗Ｒ７，ＲＢの共通接続端は電流制御ＩＣ２７の比較
入力に接続される。電流制御ＩＣ２７は２つの入力の電
圧（基準電圧と、抵抗Ｒ７，Ｒ８の分割電圧）を比較し
て、この比較結果に応じて出力パルス幅を変化させるこ
とによってトランジスタＱ５のベース電流を制御するＩ
Ｃである。ここでドライブトランス２５の１次側に接続
されている回路とドライブトランス２５及びトランジス
タＱ４とは整流回路２４の出力電圧に応じて変成器２１
の１次側の電流を制御する出力制御回路Ａを構成してい
る。尚直流電圧変換装置１０の整流回路５の出力端は、
ダイオードＤ５を介して整流回路２４の出力端（ダイオ
ードＤ４０カソード）に接続されている。ダイオードＤ
５は整流回路５の出力電圧が整流回路２４の出力電圧よ
り高いときに出力制御回路Ａに電源を供給し、直流電圧
変換装置２０の出力が所定値に達したときにその整流回
路５からの電源供給を停止する遮断手段を構成している
。

このように構成された電源装置の動作について説明する
。まず直流電源１を投入すると、前述した従来例と同様
に変成器２に電源が供給され、負荷４に電力が供給され
る。そして同時にダイオードＤ５を介して定電圧ＩＣ２
６に電源が供給され、電流制御ＩＣ２７にも電圧が加わ
る。このとき電流制御ＩＣ２７に加わる電圧は、発振を
開始するのに必要な電圧以上であれば正規の動作電圧よ
りも低くてもよい。そして電流制御ＩＣ２７が発振を開
始するとトランジスタＱ５にベース電流が流れ、ダイオ
ードＤ５．　　ドライブトランス２５を介してトランジ
スタＱ５にコレクタ電流が流れる。

従ってその２次側に流れる電流によってトランジスタＱ
４が付勢され、第２の変成器２１を通って直流電源から
トランジスタＱ４にコレクタ電流が流れ、第２−の変成
器２１の２次側、３次側に電力が供給される。さて電流
制御ＩＣ２７の比較入力端子に加わる電圧は、電源投入
直後は第１の変成器２の３次巻線から供給されるため規
定値より低い。従って比較電圧が基準電圧より低いので
、発振出力パルス周期又はパルス幅を変えてトランジス
タＱ５の導通期間を長くし、第２の変成器２１の出力を
上げるように作用する。従って第２の変成器２１の２次
側及び３次側の出力は上昇を始め、出力電圧が所定レベ
ルに達するとダイオードＤ５は逆バイアスされて遮断す
る。この頃には負荷２３に加わる電圧は安定状態となっ
ているが、トランジスタＱ５に供給する電力は大きくな
るため第２の変成器２１の出力は急速に上昇し、通常の
他励振型電源回路と同様にして高圧で一定に保たれる。

このため第２図に直流電圧変換装置１０，２００電源投
入後の出力電圧特性ＶＩＯ，Ｖ２Ｏを示すように、第１
の直流電圧変換装置１０は従来例と同様に電源投入直後
に定常時より高い電圧が出力される期間があり、これは
通常の電源装置と同様である。そして第２の直流電圧変
換装置２０は安定な動作を始めるまでは出力を低く制限
し、安定動作を始めた頃に正規の電圧を出力することが
できる。

尚本実施例では第１の直流電圧変換装置１０を自動型と
し、第２の直流電圧変換装置１１を他動型としているが
、第１の直流電圧変換装置も他励型としてもよい。この
場合には出力制御回路に電力を供給するための小型降圧
トランスや整流回路が必要となる。

又第１図においてダイオードＤ５を用いることなく両端
を短絡するようにしてもよい。この場合には第２の直流
電圧変換装置２０の出力で第１の直流電圧変換装置１０
の出力が制限される。従って第２の直流電圧変換装置２
０の出力が安定化する頃には、負荷４にはダイオードＤ
５を用いた場合に比べてより低い電圧が供給されること
となる。

次に本発明の第２実施例について第３図を参照しつつ説
明する。本実施例は第１の直流電圧変換装置１０につい
ては前述した第１実施例と同様であり、第２の直流電圧
変換装置３０も前述した第１実施例と同一部分は同一符
号を付して詳細な説明を省略する。本実施例による第２
の直流電圧変換装置３０はダイオードＤ４と第２の変成
器２１の３次巻線との間にリレー３１を設けている。そ
して負荷２３にリレー駆動回路３２を設ける。リレー駆
動回路３２は負荷２３に印加される電圧レベルが基準レ
ベル以下となるときにリレー３１を駆動するものであり
、負荷の出力異常を判別する判別手段を構成している。

又リレー３１はリレー駆動回路３２によって異常が判別
されたときに出力制御回路への供給電力を遮断する禁止
回路を構成している。その他の構成は前述した第１実施
例と同様である。

このように構成された電源装置において、直流型ａ１を
投入すると、投入直後は第２の負荷２３には電圧は印加
されないのでリレー駆動回路３２は動作せず、整流回路
２４には出力が印加されない。しかしトランジスタＱ５
がパルス駆動されトランジスタＱ４にも電流が流れて負
荷２３に印加される電圧が上昇するため、規定値に達す
ればリレー駆動回路２２はリレー３１を駆動し、その接
点を閉成する。そうすればダイオードＤ４に第２の変成
器２１の出力が与えられ、前述した第１実施例と同様の
動作が行われる。第１実施例では定常状態となった後に
第２の負荷に異常が発生し、過大電流が流れた場合には
負荷電圧が極端に低下する。従ってこれを正常な電圧に
戻そうとしてトランジスタＱ４に過大電流が流れ、トラ
ンジスタＱ４が破壊される恐れがある。しかし本実施例
では、トランジスタＱ４が破壊される前にリレー駆動回
路３２が動作してリレー３１の接点を開放する。従って
電流制御ＩＣ２７に供給される比較電圧が低下し、トラ
ンジスタＱ４の破壊を未然に防止することができる。

尚本実施例では第２の負荷の異常によって電源の破壊を
防止するようにしているが、同様にして電源出力の異常
を判別する判別回路を設けることによって電源の異常に
よる負荷の破壊を未然に防止することも可能である。

尚前述した各実施例では、第２の直流電圧変換装置に内
蔵する出力制御回路の電源として第２の変成器の３次出
力を用いている。この出力は２次出力の安定化のための
比較電圧としても用いられているため、３次出力でなく
２次出力そのもの又は２次出力と比例した出力を用いる
こともできる。

例えば２次出力をフォトカップラとトランジスタ増幅回
路や小型トランスとトランジスタ発振回路を用いて供給
するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、直流電源の
投入直後に第２の負荷に過大電圧を印加することなく適
当な電圧を印加することができ、負荷となる機器の破壊
を防くことができる。又電源投入緩徐々に出力を上昇さ
せることができ、機器の安定時間を短くすることもてき
る。又出力制御回路用として別電源を用いることなく構
成することができる。更に請求項２の発明ではこのよう
な効果に加えて負荷に過負荷電流が流れたり電源に異常
がある場合にも自動的に出力を下げることができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の電源装置の構成を示す
回路図、第２図は本発明の第１実施例の出力特性図、第
３図は本発明の第２の実施例の電源装置の構成を示す回
路図、第４図は従来の電源装置の一例を示す回路図であ
る。 １−−−−−−一直流電源、　２．　２１−−−−一変
成器、　３５、　２２．　２　、ｌ−一一一一〜−整流
回路、　４　、　２．３−−−−−−一負荷、　　２５
−・−・・・ドライブトランス、電圧【Ｃ１２７−−−
−−−−電流制御ＩＣｌ３・−−−−−−トランジスタ
、　　１０．２０流電圧変換装置。 ２６−−−−−一定 Ｑ１〜Ｑ ３０−−−−−−一直 第２図 特許出願人　松下電器産業株式会社 代　埋入弁理士　岡本宜喜 電源投入伎晴間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源からの電力が１次側に供給される変成器
   と、前記変成器の導通を断続するスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子の導通時間を制御する出力制御回
   路とを有し、前記スイッチング素子の断続によって得ら
   れる変成器の２次側の出力を整流して直流を得るように
   した第１、第２の直流電圧変換装置を備えた電源装置で
   あって、前記第２の直流電圧変換装置を構成する第２の
   スイッチング素子を制御する第２の出力制御回路の電源
   を、前記第１の直流電圧変換装置の出力から供給するよ
   うにしたことを特徴とする電源装置。
2. （２）第２の直流電圧変換装置の負荷又は出力の異常状
   態を判別する判別手段と、 前記判別手段により異常状態が判別されたときに前記第
   ２の直流電圧変換装置からその出力制御回路に供給する
   電力を遮断する禁止回路と、を具備することを特徴とす
   る請求項１記載の電源装置。
3. （３）第１の直流電圧変換装置は、そのスイッチング素
   子を発振回路の一部とする自励型直流電圧変換装置であ
   ることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
4. （４）第２の直流電圧変換装置の出力が所定値に達した
   ときに第１の直流電圧変換装置から前記第２の直流電圧
   変換装置の出力制御回路に供給される電源を遮断する遮
   断手段を有することを特徴とする請求項１記載の電源装
   置。
5. （５）第１、第２の直流電圧変換装置は、第２の出力制
   御回路に電力を供給するための整流回路を有し、遮断手
   段は、前記第１、第２の直流電圧変換装置の整流回路の
   間に接続されたダイオードであることを特徴とする請求
   項４記載の電源装置。