JPH0619322Y2 - スイッチング電源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、スイッチング素子を起動する起動回路と、起
動後に制御回路に対して動作用電源を供給する補助電源
回路とを備え、リモートコントロールの可能なスイッチ
ング電源に関し、リモートコントロール信号に基づき制
御回路を停止させると共に、直流出力ライン間を閉じる
ことにより、リモートコントロール時に直流出力端子間
に現われる残留電圧を小さくできるようにしたものであ
る。

従来の技術 第３図はこの種のスイッチング電源の従来例を示し、１
及び２は入力端子、３はダイオードブリッジ整流回路等
の整流回路及びフィルタ回路等を含む入力整流回路、４
は平滑コンデンサである。入力端子１及び２に供給され
た交流入力は入力整流回路３及び平滑コンデンサ４によ
って直流電圧に変換される。

５は変圧器、５１〜５３はその巻線、６は変圧器５の入
力側巻線５１に直列に接続されたスイッチング素子、７
はスイッチング素子６を駆動するドライブ回路、８は起
動回路、９は制御回路、１０は補助電源回路、１１は出
力回路、１２はダミー抵抗、１３、１４は直流出力端子
である。１５はリモートコントロール回路、１６、１７
はリモートコントロール信号が入力される端子、１８は
抵抗、１９はツェナーダイオード、２０はトランス等で
なる絶縁結合回路である。

起動回路８は、直流入力ラインに接続された抵抗１８及
びツェナーダイオード１９を通して電源供給を受け、ド
ライブ回路７を介してスイッチング素子６に起動信号を
入力する。これによりスイッチング素子６が起動する。
スイッチング素子６は、点線で示すように、ドライブ回
路７を介さずに起動回路８によって直接起動させること
もできる。

制御回路９は一般にはパルス幅制御回路等を備えて構成
され、直流出力端子１３−１４間に現われる直流出力電
圧Ｖ_０を監視し、直流出力電圧Ｖ_０が一定となるよう
に、絶縁結合回路２０及びドライブ回路７を介して、ス
イッチング素子６を制御する。起動回路８から与えらる
起動信号によってスイッチング素子６が起動すると、補
助電源回路１０を構成する巻線５３に、スイッチング出
力が発生する。このスイッチング出力を、補助電源回路
１０を構成するダイオード１０１、コンデンサ１０２で
直流電圧Ｖ_ccに変換し、制御回路９に入力する。従っ
て、起動後は、制御回路９は補助電源回路１０から与え
られる直流電圧Ｖ_ccを電源として動作を開始する。制御
回路９が補助電源回路１０から電源供給を受けて動作を
しているときは、ドライブ回路７からの信号により、起
動回路８からドライブ回路７への起動信号入力が禁止さ
れる。

出力回路１１はダイオード１１１、１１２、チョークコ
イル１１３及びコンデンサ１１４等を備え、変圧器５の
出力側巻線５２に生じるスイッチング出力を直流に変換
し、直流出力端子１３、１４から負荷に直流出力電圧Ｖ
_０を供給する。

リモートコントロール回路１５は、端子１６、１７にリ
モートコントロール信号が入力されたとき、制御回路９
に動作を停止させる信号を入力する。制御回路９が動作
を停止すると、制御回路９からドライブ回路７への制御
信号の入力がなくなり、スイッチング素子６が起動回路
８から入力される起動信号によって動作するようになる
ので、直流出力端子１３、１４に現れる直流出力電圧Ｖ
_０が低下する。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上述した従来のスイッチング電源には次
のような問題点がある。

（イ）リモートコントロール回路１５からの信号によっ
て、制御回路９の動作を停止させた場合、ドライブ回路
７から起動回路８への起動信号入力禁止指令が解除され
るので、起動回路８が動作を開始し、ドライブ回路７を
介して、スイッチング素子６が起動状態でスイッチング
動作を開始する。このため、直流出力端子１３−１４に
は、スイッチング素子６の起動動作に対応した残留電圧
が発生してしまう。回路部品に故障を生じたり、過電圧
状態になって、制御回路９を停止させざるを得なくなっ
た場合にも、残留電圧が発生する。

この残留電圧は、負荷が軽くなればなる程大きくなる傾
向にある。第４図は従来のスイッチング電源のリモート
コントロール時における出力電流−出力電圧特性を示す
図で、曲線Ｌ_１は端子１−２間にＡＣ１３２Ｖが入力さ
れた場合の特性、曲線Ｌ_２は同じくＡＣ１１５Ｖが入力
された場合の特性である。図示するように、出力電流が
零（無負荷）時には出力電圧が４０〜５０Ｖにも達して
いる。負荷が重くなった場合でも数Ｖの残留電圧が残っ
ている。

リモートコントロール時に残留電圧を零にする要求は多
い。例えば、当該スイッチング電源をエージング装置の
電源として使用した場合には、エージング時間を正確に
設定するために、残留電圧を零にすることが必要であ
る。残留電圧が残るスイッチング電源はこのような用途
に使用することが困難である。

（ロ）残留電圧を低減させるため、従来は直流出力端子
１３−１４間にダミー抵抗１２を接続してあった。しか
し、このダミー抵抗１２によって残留電圧を吸収させる
ためには、電力容量の大きな抵抗器を使用しなければな
らない。しかもこのダミー抵抗１２は定常動作状態でも
回路に接続されいて、電力消費を伴なう。このため、ダ
ミー抵抗１２の実装スペースが大きくなり、小型化を図
る上に不利になると共に、放熱対策が必要になる等の問
題点を生じる。

問題点を解決するための手段 上述する従来の問題点を解決するため、本考案に係るス
イッチング電源は、変圧器と、この変圧器の入力側巻線
を通して与えられる直流入力をスイッチングするスイッ
チング素子と、前記変圧器の出力側巻線に接続されスイ
ッチング出力を直流に変換して出力する出力回路と、前
記出力回路の直流出力を監視し前記スイッチング素子を
制御する制御回路と、前記制御回路が動作を停止してい
るときに前記スイッチング素子に起動信号を供給し続け
ると共に、前記制御回路が動作しているときは前記制御
回路から与えられる信号によって前記スイッチング素子
への前記起動信号入力を禁止するように制御される起動
回路と、前記変圧器に備えられた巻線を含み起動後に前
記制御回路に対して動作用電源を供給する補助電源回路
と、外部から入力されるリモートコントロール信号に基
づき前記制御回路を停止させると共に、前記出力回路の
直流出力ライン間を短絡する回路とを有することを特徴
とする。

作用 リモートコントロール時に、リモートコントロール信号
に基づき、制御回路を停止させるので、出力回路の直流
出力ライン間には小さな残留電圧が残る。ここで、本考
案では、制御回路を停止させると同時に、出力回路の直
流出力ライン間を短絡するので、出力回路の直流出力端
子間に現われる残留電圧が著しく小さくなり、負荷に殆
ど電流が流れなくなる。

しかも、通常の動作状態で電力消費を伴うようなダミー
抵抗が不要であるから、小型になると共に、放熱対策が
容易になり、効率が向上する。

更に、起動回路は、制御回路が動作を停止しているとき
にスイッチング素子に起動信号を供給し続けるから、リ
モートコントロール時に制御回路を停止させた場合、起
動回路により、起動信号がスイッチング素子に供給され
続け、スイッチング素子がスイッチング動作を継続する
ように駆動され、起動状態で待機することとなる。この
ため、リモートコントロールから通常の動作状態に入る
場合のスイッチング電源立ち上がりが非常にスムーズに
行なわれる。

実施例 第１図は本考案に係るスイッチング電源の電気回路図で
ある。図において、第３図と同一の参照符号は同一性あ
る構成部分を示している。２１は制御回路９の動作を停
止させる停止回路、２２は直流出力ライン（イ）−
（ロ）間を閉じるスイッチ回路である。停止回路２１及
びスイッチ回路２２はリモートコントロール回路１５か
ら与えられる信号によって制御される。

リモートコントロール信号が端子１６、１７からリモー
トコントロール回路１５に入力されると、このリモート
コントロール回路１５からの信号に基づき、停止回路２
１から制御回路９に対して、その動作を停止させる信号
が供給され、制御回路９が動作を停止する。これと同時
に、スイッチ回路２２が直流出力ライン（イ）−（ロ）
間を閉じるように動作する。この結果、直流出力端子１
３−１４間に現われる残留電圧が著しく小さくなり、負
荷に殆ど電流が流れなくなる。

制御回路９の動作停止により、起動回路８からドライブ
回路７を介してスイッチング素子６に起動信号が入力さ
れ、スイッチング素子６は起動状態でスイッチング動作
を継続する。制御回路９に対しては、スイッチング素子
６の起動動作に対応する直流電圧Ｖ_ccが入力され、制御
回路９はこの状態で待機することとなる。このため、リ
モートコントロール解除から、通常の動作状態に入る場
合の電源立ち上がりがスムーズに行なわれる。

第２図は本考案に係るスイッチング電源の要部における
具体的な電気回路図である。リモートコントロール回路
１５はスイッチ部１５１とフォトカプラ１５２とを備え
て構成されている。

停止回路２１は電界効果トランジスタ２１１を備え、こ
の電界効果トランジスタ２１１のゲートをフォトカプラ
１５２を構成する受光素子１５２ａを介して補助電源１
０（第１図参照）に接続すると共に、ドレインを、ダイ
オード２１２、２１３を介して、制御回路９の主要な構
成部分である制御用ＩＣ回路９１のリモートコントロー
ル用の端子ＲＣ及び出力端子ＯＵＴにそれぞれ接続して
ある。制御用ＩＣ回路９１は、発振器やパルス幅変調回
路等を備えたもので、一般に市販されているものによっ
て構成できる。

スイッチ回路２２は電界効果トランジスタ２２１を備
え、この電界効果トランジスタ２２１のゲートを、フォ
トカプラ１５２の受光素子１５２ａに接続すると共に、
ドレインを、低抵抗２２２を介して、直流出力ライン
（イ）に接続し、ソースを直流出力ライン（ロ）に接続
してある。９２は制御回路９の出力トランジスタ、９
３、９４はダイオード、９５〜９７は抵抗である。

端子１６、１７にリモートコントロール信号が入力さ
れ、スイッチ部１５１がオンになると、フォトカプラ１
５２を構成する発光素子１５２ｂが発光し、フォトカプ
ラ１５２を構成する受光素子１５２ａがオンとなる。受
光素子１５２ａがオンになると、電界効果トランジスタ
２１１、２２１の各ゲートに補助電源回路１０からの直
流電圧Ｖ_ccが印加され、電界効果トランジスタ２１１、
２２１が導通する。

電界効果トランジスタ２１１が導通すると、ダイオード
２１２から端子ＲＣを通して制御用ＩＣ回路９１に動作
停止指令が加わると同時に、ダイオード２１３によりト
ランジスタ９２のベース電流が引抜かれ、トランジスタ
９２がオフとなる。

これと同時に、電界効果トランジスタ２２１の導通によ
り、抵抗２２２を介して、直流出力ライン（イ）−
（ロ）間が閉じられる。この結果、直流出力端子１３−
１４間に現われる残留電圧が、主として抵抗２２２の電
圧降下によって定まる著しく低い値に低下し、負荷に殆
ど電流が流れなくなる。

第５図は本考案に係るスイッチング電源のリモートコン
トロール時における出力電流−出力電圧特性を示す図
で、曲線Ｌ_３は端子１−２間にＡＣ１３２Ｖが入力され
た場合の特性、曲線Ｌ_４は同じくＡＣ１１５Ｖが入力さ
れた場合の特性である。図示するように、出力電流が零
（無負荷）時には出力電圧が１．１〜１．４Ｖと著しく
低くなっている。

考案の効果 以上述べたように、本考案に係るスイッチング電源によ
れば、次のような効果が得られる。

（ａ）リモートコントロール信号に基づき、制御回路を
停止させると同時に、出力回路の直流出力ライン間を短
絡する回路を有するので、リモートコントロール時の残
留電圧が非常に小さいスイッチング電源を提供できる。

（ｂ）起動回路は、制御回路が動作を停止しているとき
にスイッチング素子に起動信号を供給し続けるから、リ
モートコントロールから通常の動作状態に入る場合の立
ち上がりのスムーズなスイッチング電源を提供すること
ができる。

（ｃ）小型で、放熱対策の容易な高効率のスイッチング
電源を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るスイッチング電源の電気回路図、
第２図は本考案に係るスイッチング電源の要部における
具体的な電気回路図、第３図は従来のスイッチング電源
の電気回路図、第４図は従来のスイッチング電源のリモ
ートコントロール時における出力電流−出力電圧特性を
示す図、第５図は本考案に係るスイッチング電源のリモ
ートコントロール時における出力電流−出力電圧特性を
示す図である。 ５……変圧器、５１〜５３……巻線 ６……スイッチング素子 ７……ドライブ回路、８……起動回路 ９……制御回路、１０……補助電源回路 １１……出力回路 １５……リモートコントロール回路 ２１……制御回路の動作を停止させる停止回路 ２２……直流出力ライン間を閉じるスイッチ回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】変圧器と、この変圧器の入力側巻線を通し
   て与えられる直流入力をスイッチングするスイッチング
   素子と、前記変圧器の出力側巻線に接続されスイッチン
   グ出力を直流に変換して出力する出力回路と、前記出力
   回路の直流出力を監視し前記スイッチング素子を制御す
   る制御回路と、前記制御回路が動作を停止しているとき
   に前記スイッチング素子に起動信号を供給し続けると共
   に、前記制御回路が動作しているときは前記制御回路か
   ら与えられる信号によって前記スイッチング素子への前
   記起動信号入力を禁止するように制御される起動回路
   と、前記変圧器に備えられた巻線を含み起動後に前記制
   御回路に対して動作用電源を供給する補助電源回路と、
   外部から入力されるリモートコントロール信号に基づき
   前記制御回路を停止させると共に、前記出力回路の直流
   出力ライン間を短絡する回路とを有することを特徴とす
   るスイッチング電源。