JPH066712Y2

JPH066712Y2 - スイッチング電源

Info

Publication number: JPH066712Y2
Application number: JP18270487U
Authority: JP
Inventors: 修根來
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2002-11-30
Also published as: JPH0190289U

Description

【考案の詳細な説明】Ａ．産業上の利用分野本考案はスイッチング電源に関するものである。

Ｂ．考案の概要本考案は直流出力を得る一方の整流回路のプラス側をプ
ラス母線に、他方の整流回路のマイナス側をマイナス母
線に接続すると共に、両母線を共通母線に共通接続し、
該両母線に接続する安定化回路等を備えたスイッチング
電源において、前記プラス母線に第１のツェナーダイオードのカソード
及び第１のトランジスタのエミッタを接続すること等に
よりプラス電圧保護回路を形成し、かつマイナス母線に
第２のツェナーダイオードのアノード及び第２のトラン
ジスタのエミッタを接続する等してマイナス電圧保護回
路を形成することにより、前記ＰＮＰトランジスタとＮＰＮトランジスタの増幅作
用により、シャープな動作特性が得られるようにしたも
のである。

Ｃ．従来の技術スイッチング電源には、スイッチングトランスを用いて
その１次側コイルにスイッチング素子のオン・オフ比制
御によって断続した直流電力を供給し、その２次側コイ
ルの出力を整流して直流電力を得るものがある。このよ
うなスイッチング電源には一般に過電圧から回路を保護
するため過電圧保護回路が設けられている。第３図はか
かる過電圧保護回路を用いたスイッチング電源の一例を
示す回路図である。この図において、符号１は整流器
で、この整流器１の２入力側は交流電源ＡＣに接続され
ている。整流器１の直流出力側にはスイッチングトラン
ス２の１次側コイル２ａとスイッチング素子３が直列に
接続され、またこの出力側には平滑用コンデンサ４が並
列に接続されている。５は制御用オシレータで、このオ
シレータ５の入力側には抵抗Ｒ１を介して整流器１の出
力電圧が入力される。また制御用オシレータ５はスイッ
チング素子３のオン・オフ比制御を行ってスイッチング
トランス２の１次側コイル２ａに断続した電流を流し、
２次側コイル２ｂ１，２ｂ２，…２ｂｎに交流電力を誘
起させる。尚、スイッチング素子３がトランジスタであ
る場合にはそのベース電圧を制御する。

スイッチングトランス２の２次側コイル２ｂ１，２ｂ２
には整流回路６ａ，６ｂが設けられ、直流出力を得る。
また、整流回路６ａのプラス側をプラス母線Ａに接続し
てプラス電位を得、整流回路６ａのマイナス側と整流回
路６ｂのプラス側を共通母線Ｃに共通接続し、ＯＶを得
る。また、整流回路６ｂのマイナス側をマイナス母線Ｂ
に接続しマイナス電位を得る。

尚、２次側コイル２ｂｎ（ｎは３以上の自然数）以降に
ついては説明を省略するが、上記２次側コイル２ｂ１，
２ｂ２と同様に設けられている。符号７は定電圧回路
で、この定電圧回路７では整流回路６ａのプラス電圧が
入力され、プラス電圧と設定電圧の偏差が増幅される。
８は絶縁用ホトカプラで、このホトカプラ８を介して制
御用オシレータ５に検出信号を入力し、スイッチング素
子３のオン・オフ比を制御し、整流回路６ａ，６ｂの出
力電圧が一定になるようにする。符号２０は過電圧検出
及び保護用のツェナーダイオードで、このダイオード２
０のカソード側はプラス母線Ａに接続され、またアノー
ド側は抵抗Ｒ２，ホトカプラ１１の発光素子である発光
ダイオード１１Ｄを介して共通母線Ｃに接続され、プラ
ス電圧保護回路を形成し、前記プラス母線Ａの電圧がツ
ェナー電圧以上の過電圧になったとき、抵抗Ｒ２，ホト
カプラ１１の発光ダイオード１１Ｄに電流を流す。１２
はサイリスタで、このサイリスタ１２は受光素子である
光トランジスタ１１Ｔから流れるオン電流によってゲー
トを制御して制御用オシレータ５をロックする。また、
符号２１はツェナーダイオードで、このダイオード２１
のカソード側は共通母線Ｃに接続され、またアノード側
は抵抗Ｒ３，ホトカプラ２２の発光ダイオード２２Ｄを
介してマイナス母線Ｂに接続され、またホトカプラ２２
の光トランジスタ２２Ｔは前記ツェナーダイオード２０
の両端に接続され、マイナス電圧保護回路を形成し、マ
イナス母線Ｂの電圧が負の過電圧になりツェナーダイオ
ード２１のツェナー電圧以上となったとき、抵抗Ｒ３，
ホトカプラ２２の発光ダイオード２２Ｄに電流を流し、
光トランジスタ２２Ｔを導通してツェナーダイオード２
０を短絡し、ホトカプラ１１に電流を流してサイリスタ
１２を制御して制御用オシレータ５をロックする。

Ｄ．考案が解決しようとする問題点かかるスイッチング電源では、上記のようにプラス，マ
イナス両母線を有する場合に、その出力の過電圧検出と
その保護をするためツェナーダイオード２０，２１，ホ
トカプラ２２等から成るプラス電圧保護回路とマイナス
電圧保護回路並びに制御用オシレータ５をロックするサ
イリスタ１２等で構成される。

しかし、マイナス電圧保護回路側の過電圧は極性が違う
為にプラス電圧保護回路側との結合が容易でなく、第３
図に示すようにツェナーダイオード２０，２１，抵抗Ｒ
２，Ｒ３並びにホトカプラ２２によって先の回路との結
合を行う等の方法によっていた。従って、かかるスイッ
チング電源では結合のためにホトカプラ２２を用いなけ
ればならず、コストが嵩んでしまう。また、ツェナーダ
イオードの定電圧特性が直流値による依存性が大きいの
で、安定な動作電圧が得にくい等の問題がある。

そこで、本考案はホトカプラの使用個数を減らし、かつ
第１及び第２のトランジスタを用いることにより、それ
らの増幅作用によってシャープな動作特性が得られるス
イッチング電源を提供することを目的としている。

Ｅ．問題点を解決するための手段上記問題点を解決するための手段として本考案は、整流
器の直流出力側にスイッチングトランスの１次側コイル
と直列接続されたスイッチング素子からなる直列回路を
接続し、前記スイッチングトランスの２次側には複数の
コイルを設け、これら２次側コイルの少なくとも２つに
それぞれ整流回路を設け、一方の整流回路のマイナス側と、他方の整流回路のプラ
ス側とを共通接続して共通母線に接続し、前記一方の整
流回路のプラス側をプラス母線に、他方の整流回路のマ
イナス側をマイナス母線にそれぞれ接続し、前記プラス
母線の電圧と設定電圧との偏差を定電圧回路で検出し、
その偏差により制御用オシレータを駆動してスイッチン
グ素子のオン・オフ比制御するようにしたスイッチング
電源において、第１、第２のツェナーダイオードおよび第１、第２ダイ
オードをそれぞれ直列接続してそれぞれの共通接続点に
共通母線を接続し、第１のツェナーダイオードのカソード側を直列接続した
第１、第２の抵抗を介してプラス母線に接続し、第２のツェナーダイオードのアノード側を直列接続した
第３、第４の抵抗を介してマイナス母線に接続し、前記第１、第２の抵抗の共通接続点にベースが接続さ
れ、エミッタはプラス母線に接続され、コレクタは第１
のダイオードのカソード側に接続された第１のトランジ
スタを設け、第３、第４の抵抗の共通接続点にベースが接続され、エ
ミッタはマイナス母線に接続され、コレクタは第２のダ
イオードのアノード側に接続された第２のトランジスタ
を設け、前記第１のダイオードのカソード側と、第２のダイオー
ドのアノード側にホトカプラの入力側を接続し、ホトカ
プラの出力側をサイリスタのゲートに接続してサイリス
タのオン、オフで前記制御用オシレータをロックするよ
うにしたことを特徴とする。

Ｆ．作用プラス母線に過電圧が発生したときには、プラス電圧保
護回路の第１のツェナーダイオードを導通して第１のト
ランジスタのベース電流が流れてこのトランジスタが導
通し、プラス母線，第１のトランジスタ，ホトカプラ，
第２のダイオードを経て共通母線に電流が流れ、ホトカ
プラによりサイリスタを介して制御用オシレータをロッ
クし、過電圧から回路を保護する。

また、マイナス母線が過電圧になったときには、マイナ
ス電圧保護回路の第２のツェナーダイオードが導通して
第２のトランジスタのベース電流が流れ、このトランジ
スタが導通し、共通母線，第１のダイオード，ホトカプ
ラ，第２のトランジスタを経てマイナス母線に電流が流
れ、ホトカプラによりサイリスタを介して制御用オシレ
ータをロックし、過電圧から回路を保護する。

Ｇ．実施例次に、本考案の一実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す回路図である。

本スイッチング電源は従来のスイッチング電源とスイッ
チングトランス回路及びスイッチング素子制御回路等が
同一の構成になっているので、同一の符号を付して説明
を省略し、従来のスイッチング電源と異なる過電圧検出
及び保護回路についてのみ詳細に説明する。

第１図において、符号１３は第１のツェナーダイオード
で、このダイオード１３はプラス母線Ａと共通母線Ｃ間
にカソード側が第３、第２の抵抗である抵抗Ｒ３，Ｒ２
を経てプラス母線Ａに、アノード側が共通母線Ｃに接続
されている。１４はＰＮＰトランジスタからなる第１の
トランジスタで、このトランジスタ１４は第１のツェナ
ーダイオード１３と並列に接続されていて、該第１のツ
ェナーダイオード１３が導通したときに通流してホトカ
プラ１１及び第２のダイオードＤ２を介して共通母線Ｃ
に電流が流れるようになっている。本装置では第１のツ
ェナーダイオード１３，第１のトランジスタ１４，ホト
カプラ１１及び第２のダイオードＤ２等によってプラス
電圧保護回路が形成される。１５は第２のツェナーダイ
オードで、このダイオード１５は共通母線Ｃとマイナス
母線Ｂ間に接続されていて、そのカソード側が共通母線
Ｃに、アノード側が第２、第４の抵抗からなる抵抗Ｒ
５，Ｒ６を経てマイナス母線Ｂに接続されている。１６
はＮＰＮトランジスタからなる第２のトランジスタで、
このトランジスタ１６は第２のツェナーダイオードと並
列に接続されていて、該第２のツェナーダイオード１５
が導通したときに通流して第１のダイオードＤ１及びホ
トカプラ１１，抵抗Ｒ７を介してマイナス母線Ｂに電流
が流れるようになっている。本装置では、第２のツェナ
ーダイオード１５，ＮＰＮトランジスタ１６，第１のダ
イオードＤ１，ホトカプラ１１及び抵抗Ｒ７によってマ
イナス電圧保護回路が形成される。１０３はプラス他チ
ャンネル結合ラインで、この結合ライン１０３にはプラ
ス他チャンネル結合母線１０３ａが設けられていて、同
様回路の並列接続ができるようになっている。第１のダ
イオードＤ１のカソード側はこのプラス他チャンネル結
合ライン１０３に、アノード側は共通母線Ｃに接続され
ている。１０４はマイナス他チャンネル結合ラインで、
上記プラス他チャンネル結合ライン１０３と同様にマイ
ナス他チャンネル結合母線１０４ａが設けられていて、
同様回路の並列接続ができるようになっている。第２の
ダイオードＤ２のカソード側は共通母線Ｃに、アノード
側がマイナス他チャンネル結合ライン１０４に接続され
ている。

次に、本実施例の動作について説明する。プラス母線Ａ
に過電圧が発生したときには、第１のツェナーダイオー
ド１３が導通し、これにより第１のトランジスタ１４の
エミッタ側及びベース側に電流が流れ、このベース電流
により第１のトランジスタ１４が導通する。第１のトラ
ンジスタ１４が導通すると、抵抗Ｒ４，ホトカプラ１１
の発光ダイオード１１Ｄ，第２のダイオードＤ２を経て
共通母線Ｃに電流が流れる。ホトカプラ１１の発光ダイ
オード１１Ｄに電流が流れると、光トランジスタ１１Ｔ
が作動して、サイリスタ１２のゲートを制御して制御用
オシレータ５をロックし、発振を停止させる。制御用オ
シレータ５がロックされると、スイッチングトランス２
の２次側コイル２ｂ１には電圧が誘起されないので、プ
ラス母線Ａに過電圧が発生されなくなる。

また、マイナス母線Ｂのマイナス過電圧に対しては、第
２のツェナーダイオード１５が導通し、この導通により
抵抗Ｒ５を経て第２のトランジスタ１６のベースに電流
が流れ、このベース電流により第２のトランジスタ１６
が導通する。トランジスタ１６が導通すると、電流は共
通母線Ｃ，第１のダイオードＤ１，ホトカプラ１１，抵
抗Ｒ７，第２のトランジスタ１６を経てマイナス母線Ｂ
に電流が流れる。そして、電流が前記ホトカプラ１１を
流れたときに、前記同様サイリスタ１２のゲートを制御
して制御用オシレータ５をロックしてマイナス過電圧を
抑制する。

第２図は過電圧に対する電圧保護回路の出力電流との関
係を示す特性図で、縦軸にホトカプラ１１へ流れる電
流、横軸にプラス母線Ａ（第２図ではＡ端子電圧として
表示している）の電圧をとっている。横軸のＶｓは正常
時の設定電圧値、Ｖｏは過電圧設定値を示している。こ
のように過電圧設定値を越えるとトランジスタの作用に
より急な立ち上がりをもって動作することがわかる。

以上のように本実施例はトランジスタの増幅作用によ
り、シャープな動作特性を有する過電圧保護回路をもっ
たスイッチング電源を得ることができる。また、本実施
例の装置ではプラス及びマイナス他チャンネル結合ライ
ン１０３，１０４により同様な回路の並列接続ができ
る。

Ｈ．考案の効果上記のように本考案によれば、第１のトランジスタ及び
第２のトランジスタの増幅作用により、シャープな動作
特性を有する過電圧保護回路をもったスイッチング電源
を得ることができる。また、他チャンネル結合ラインに
より、同様な回路の並列接続をすることができ、多数チ
ャンネルの過電圧保護を同時に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２図は本考
案の一実施例を示す特性図、第３図は従来のスイッチン
グ電源の一例を示す回路図である。２……スイッチングトランス、２ａ……１次側コイル、
２ｂ１，２ｂ２，２ｂｎ……２次側コイル、３……スイ
ッチング素子、５……制御用オシレータ、７……定電圧
回路、１１……ホトカプラ、１３……第１のツェナーダ
イオード、１４……第１のトランジスタ、１５……第２
のツェナーダイオード、１６……第２のトランジスタ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】整流器の直流出力側にスイッチングトラン
スの１次側コイルと直列接続されたスイッチング素子か
らなる直列回路を接続し、前記スイッチングトランスの
２次側には複数のコイルを設け、これら２次側コイルの
少なくとも２つにそれぞれ整流回路を設け、一方の整流回路のマイナス側と、他方の整流回路のプラ
ス側とを共通接続して共通母線に接続し、前記一方の整
流回路のプラス側をプラス母線に、他方の整流回路のマ
イナス側をマイナス母線にそれぞれ接続し、前記プラス
母線の電圧と設定電圧との偏差を定電圧回路で検出し、
その偏差により制御用オシレータを駆動してスイッチン
グ素子のオン・オフ比制御するようにしたスイッチング
電源において、第１、第２のツェナーダイオードおよび第１、第２ダイ
オードをそれぞれ直列接続してそれぞれの共通接続点に
共通母線を接続し、第１のツェナーダイオードのカソード側を直列接続した
第１、第２の抵抗を介してプラス母線に接続し、第２のツェナーダイオードのアノード側を直列接続した
第３、第４の抵抗を介してマイナス母線に接続し、前記第１、第２の抵抗の共通接続点にベースが接続さ
れ、エミッタはプラス母線に接続され、コレクタは第１
のダイオードのカソード側に接続された第１のトランジ
スタを設け、第３、第４の抵抗の共通接続点にベースが接続され、エ
ミッタはマイナス母線に接続され、コレクタは第２のダ
イオードのアノード側に接続された第２のトランジスタ
を設け、前記第１のダイオードのカソード側と、第２のダイオー
ドのアノード側にホトカプラの入力側を接続し、ホトカ
プラの出力側をサイリスタのゲートに接続してサイリス
タのオン、オフで前記制御用オシレータをロックするよ
うにしたことを特徴とするスイッチング電源。