JPH07106062B2

JPH07106062B2 - 電源装置

Info

Publication number: JPH07106062B2
Application number: JP63195100A
Authority: JP
Inventors: 勝彦西村
Original assignee: 富士通電装株式会社
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPH0246168A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕２出力用のコンバータを有する電源装置に関し、単一のフィードバック系で２出力を必要精度範囲内で安
定して得ることができることを目的とし、直流を交流に変換し、これを２系統の直流に変換して出
力する２出力コンバータと、前記２出力コンバータの一
方の出力電圧を検出し、これを基準電圧との偏差を検出
するフィードバック手段と、前記フィードバック手段の
偏差出力に応じて前記２出力コンバータから出力される
２出力電圧を必要精度内に安定化する制御手段と、前記
他方の出力電圧をあるレベルにより検出し、前記フィー
ドバック手段への基準電圧を他方の出力電圧の上昇と共
に下げる基準電圧発生手段とを備えてなるものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電源装置、特に２出力用のコンバータを有す
る電源装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、異なる２出力用のコンバータ機能を備えた電源装
置としては、第４図に示す回路方式のものが知られてい
る。

図において、１は直流の入力電源、２は高周波電力トラ
ンスであり、この電力トランス２の１次巻線2_aはトラン
ジスタ等スイッチング素子３を介して入力電源１に接続
されている。

電力トランス２の第１の２次巻線2_bの両端には、ダイオ
ードD_A1及びD_A2からなる整流回路４が接続され、整流回
路４の直流出力端には、チョークコイルL_A及びコンデン
サC_Aからなる平滑化回路５が接続されている。また、平
滑化回路５の両端は出力端子6_a,6_bに接続され、この端
子6_a,6_bからは第１の電圧V_Aが出力されるようになって
いる。

電力トランス２の第２の２次巻線2_cの両端には、ダイオ
ードD_B1,D_B2からなる整流回路７が接続され、整流回路
７の直流端には、チョークコイルL_B及びコンデンサCBか
らなる平滑化回路８が接続されている。平滑化回路８の
両端は出力端子9_a,9_bに接続され、この端子9_a,9_bからは
第２の電圧V_Bが出力されるようになっている。

また、前記出力端子6_a,6_bに現れる出力電圧V_Aは、その
検出回路10を介して前記スイッチング素子３の制御回路
11にフィードバックされるようになっている。制御回路
11は検出回路10から出力される検出信号によって、スイ
ッチング素子３のゲートに加えられるパルス幅を制御す
るパルス幅変調機能を備えている。

上記のように構成された従来の電源装置において、スイ
ッチング素子３を制御回路11から出力されるパルス信号
によりオン，オフすると、電力トランス２の１次巻線2_a
に加わる直流電圧がスイッチングされ、これに伴い電力
トランス２の２次側にはスイッチング周波数に応じた高
周波の電圧が誘起される。１次巻線2_aとの巻数比に応じ
て第１の２次巻線2_bに誘起された電圧は整流回路４によ
り整流され、平滑化回路５により平滑化されて、出力端
子6_a,6_bから出力電圧V_Aとして図示しない負荷に供給さ
れる。

一方、第２の２次巻線2_cに誘起された電圧は、整流回路
７により整流され、平滑化回路８で平滑化された後、出
力端子9_a,9_bから出力電圧V_Bとして、図示しない負荷に
供給される。

また、出力端子6_a,6_b間に現れる出力電圧V_Aは電圧検出
回路10により検出され、この検出電圧を制御回路11に加
えることにより、スイッチング素子３のベースに供給さ
れるスイッチング信号のパルス幅を制御して、出力電圧
V_Aを安定化する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のような従来の電源装置における出力電
圧V_Bは、出力電圧V_Aとのクロスレギュレーションにより
安定化される。即ち、スイッチング素子３の入力側に
は、出力電圧V_Aがフィードバックされるものであるた
め、出力電圧V_Aの変動分（入力電圧V_inによる変動分ΔV
_Ainと出力電圧V_aの負荷変動による変動分ΔV_Aoutとを加
えたもの）でスイッチング素子３のパルス幅をコントロ
ールすることになり、パルス幅の変動分ΔT_onは次式で
与えられる。

ΔT_on＝−Ｇ（ΔV_Ain＋ΔV_Aout）・・・（１）但し、−Ｇは電圧検出回路10の増幅率である。

従って、出力電圧V_Aは、ΔT_onに応じてパルス幅を変化
させることにより安定化される。しかし、出力電圧V_A,V
_Bは、同一の電力トランス２を通して得られるものであ
るため、制御をかけていない出力電圧V_Bが（１）式の変
動を受けることになる。

ところが、入力変動によるパルス幅変動分（−Ｇ・ΔV
_Ain）は、２次巻線の電圧と時間との積を一定に保つよ
うパルス幅を制御するため、理想的には、V_Bの出力変動
とならない。

一方、第４図に示す従来の回路においては、出力電圧V_A
を負荷変動によるパルス幅変動が出力電圧V_Bを変化させ
てしまう。

第５図（ａ）は、出力電圧V_Aと負荷電流I_Aとの関係を示
す負荷特性図を示すもので、この図からも明らかなよう
に負荷電流が変化しても、その出力電圧の変動幅ΔVAは
僅かで極めて高精度の安定した出力電圧V_Aが得られる。

これに対し出力電圧V_Bは、負荷電流I_Aの変動に依存して
大きく変化する。第６図（ｂ）は出力電圧V_Bと負荷電流
I_Bとの関係を示す負荷特性図を示すもので、この図から
明らかなように負荷電流I_Aが、例えば0.0A,0.5A,1.0Aと
変化すると、これに対する出力電圧V_Bの特性は図示のよ
うに変動し、その変動幅はΔV_Bとなり、低精度のものと
なってしまう。このことは、両出力電圧V_A,V_Bとも同一
の精度が要求される場合には、２出力用電源装置として
使用できない問題があった。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされた
もので、単一のフィードバック系で２出力を必要精度範
囲内で安定して得ることができる電源装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図である。

図において、２出力コンバータ20は、直流を交流に変換
し、これを２系統の直流出力に変換して、それぞれの出
力端子20_a,20_bに出力電圧V_A,V_Bを出力する。

フィードバック手段30は、一方の出力電圧V_Aを検出し、
これと基準値との偏差を出力する。

制御手段40は、前記フィードバック手段30の偏差出力に
応じて前記２出力コンバータ20から出力される出力電圧
V_A,V_Bを許容精度内に安定化するよう制御する。

基準電圧発生手段50は、他方の出力電圧V_Bがある一定レ
ベルを超えると、フィードバック手段30に加えらえる基
準電圧V_refを出力電圧V_Bの上昇と共に下げる機能を備え
ている。

従って、全体として、２出力コンバータ20から出力され
る両電圧を所定の精度内に安定化する電源装置を構成す
る。

〔作用〕

本発明においては、基準電圧発生手段が、２出力コンバ
ータの他方の出力電圧を負荷の増加に伴いあるレベル以
上になった時点から検出し、この他方の出力電圧の上昇
と共に、一方の出力電圧をフィードバックするフィード
バック手段の基準電圧を下げるように作用する。これに
よって一方の出力電圧の負荷変動による他方の出力電圧
の精度割れを防ぎ、２出力を必要な精度範囲内に安定し
て得ることができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第２図は、本発明による電源装置の実施例を示す全体の
構成図である。

図において、第１図と同一の部分には同一符号を付して
説明する。

全体符号20で示す２出力コンバータは、直流入力電源21
1を有し、この直流入力電力211には、スイッチング素子
212を介して高周波電力トランス213の１次巻線213_aの両
端が接続されている。電力トランス213の第１の２次巻
線213_bの両端には、ダイオードD_A1,D_A2からなる整流回
路214が接続され、さらに整流回路214の出力端には、チ
ョークコイルLA及びコンデンサC_Aからなる平滑化回路21
5が接続されている。平滑化回路215の出力端子216_a,216
_b間には負荷60が接続されている。

また、電力トランス213の第２の２次巻線213_cの両端に
は、ダイオードD_B1,D_B2からなる整流回路217が接続さ
れ、さらに整流回路217の出力端には、チョークコイルL
_BとコンデンサCBからなる平滑化回路218が接続されてい
ると共に、平滑化回路218の出力端子219_a,219_b間には負
荷61が接続されている。

フィードバック回路30は、差動増幅器311を有し、この
差動増幅器（＋）端子には、前記第１の出力端子216_a,2
16_b間に現れる出力電圧を分圧する可変抵抗312と固定抵
抗313との接続点が接続され、（−）端には、基準電圧
発生回路50から基準電圧V_refが供給されるようになって
いる。

制御回路40は、鋸歯状波電圧を発生する発生器411と、
この発生器411からの鋸歯状波電圧を一方の入力とし、
前記差動増幅器311の直流出力を他方の入力として、両
者を比較し、直流出力のレベル変化によりパルス幅変調
されたパルスを発生するコンパレータ412とが構成さ
れ、このコンパレータ412から出力されるパルスは、前
記スイッチング素子212のベースに加えられ、スイッチ
ング素子212をオン・オフして電力トランス213の１次巻
線213_aに加えられる電圧をスイッチングするようになっ
ている。

また、基準電圧発生回路50は、基準電圧V_Rを分圧する直
列抵抗511及び512と、この分圧抵抗511と512との接続点
Ａとアース間にコレクタ・エミッタ間を接続したトラン
ジスタ513と、トランジスタ513のエミッタ電圧を一定に
保つツェナーダイオード514と、前記第２の出力端子219
_a,219_b間に現れる端子電圧V_Bを分圧してトランジスタ51
3のベースバイアスとする分圧抵抗515及び516とから構
成され、前記基準分圧抵抗511と512との接続点Ａに現れ
る電圧を基準電圧V_refとして前記フィードバック回路30
の差動増幅器311の（−）端子に供給されるようになっ
ている。

次に、上記のように構成された本実施の動作について説
明する。

制御回路40から出力されるパルス信号がスイッチング素
子212のベースに加えられると、スイッチング素子212が
オン・オフし、電力トランス213の１次巻線213_aに加え
られる直流電圧をパルス幅に応じてスイッチングする。
これに伴い第１の１次巻線213_bには、１次巻線との巻数
比に応じた電圧が誘起される。この電圧は整流回路214
により整流され、平滑化回路215により平滑化された
後、出力端子216_a,216_bを通して負荷60に供給される。

一方、第２の２次巻線213_cに誘起された電圧は整流回路
217により整流され、さらに平滑化回路218により平滑化
されて、出力端子219_a,219_bから負荷61に供給される。

負荷60に負荷電流IAが流れることによって出力端子21
6_a,216_b間に現れる電圧V_Aは、フィードバック回路30の
分圧抵抗312と313により分圧され、抵抗313の両端電圧
が差動増幅器311の（＋）端子に加えられる。一方、差
動増幅器の（−）端子には、基準電圧発生回路50におい
て基準電圧V_Rと分圧抵抗511,512で決定される基準電圧V
_refが加えられる。このため、差動増幅器311からは両電
圧の差分が出力され、この差出力を制御回路40のパルス
幅変換用コンパレータ412に加えることにより、当該コ
ンパレータ412から出力されるパルス幅を負荷60の差動
に応じて変化させ、それぞれの出力電圧V_A,V_Bを必要と
する精度範囲内に制御する。

ここで、基準電圧V_Rを分圧する直列抵抗511と512との接
続点Ａに発生する基準電圧V_refは、出力電圧VBがある電
圧以上になるとこの出力電圧V_Bの変動に依存したものと
なる。即ち、出力電圧VBがツェナーダイオード514によ
り設定された基準電圧とトランジスタ513のベース・エ
ミッタ間電圧又は分圧抵抗515,516により決定されるあ
る電圧以上になると、トランジスタ513は出力電圧V_Bの
上昇と共に徐々に導通し、Ａ点の電位を下げる。これに
より出力電圧V_Aを下げると共に出力電圧VBの上昇を抑え
込むように作用する。

第３図（ａ）は、本実施例における出力電圧V_Aの負荷特
性を示し、また、同図（ｂ）は出力電圧V_Bの負荷特性で
ある。

この両特性図からも明らかなように、負荷電流I_A,I_Bが
それぞれ0.0A,0.5A,1.0Aの時の出力電圧VA及びVBは第３
図（ａ），（ｂ）に示すように変化し、出力電圧VAの精
度余裕が従来の場合に比して低下することになるが、出
力電圧V_Bの精度割れがなくなり、両出力を必要精度範囲
内に安定化することができる。

なお、本発明におけるフィードバック回路30,制御回路4
0及び基準電圧発生回路50は、上記実施例に示す回路構
成のものに限定されない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、一方の出力電圧
を検出すると共に、他方の出力電圧をある出力電圧以上
から検出し、一方の出力電圧のフィードバック系の基準
電圧を他方の出力電圧の上昇と共に下げるようにしたの
で、他方の出力電圧の上昇を抑えることができ、これに
伴い一方の出力電圧の精度余裕が低下するものの、他方
の出力電圧の精度割れが防止される。逆に、他方の出力
電圧がある一定レベルの出力電圧以下の場合には、基準
電圧は上昇せずに不変なので、一方の電圧の精度が高く
保たれる。また他方の出力電圧が短絡されるような異常
な低負荷状態においても、基準電圧は不変なので、両方
の電圧は上昇せずに完全である。このような２出力を必
要な精度範囲内に安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電源装置の原理ブロック図、第２図は本発明方式を適用した実施例の全体構成図、第３図（ａ），（ｂ）は本実施例における出力電圧の負
荷特性図、第４図は従来の電源装置の構成図、第５図（ａ），（ｂ）は従来における出力電圧の負荷特
性図である。図において 20は２出力コンバータ、 30はフィードバック手段、 40は制御手段、 50は基準電圧発生手段である

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流を交流に変換し、これを２系統の直流
に変換して出力する２出力コンバータ（20）と、前記２出力コンバータの一方の出力電圧を検出し、これ
と基準電圧との偏差を検出するフィードバック手段（3
0）と、前記フィードバック手段（30）の偏差出力に応じて前記
２出力コンバータ（20）から出力される２出力電圧を必
要精度内に安定化する制御手段（40）と、前記他方の出力電圧がある一定レベルを超えると、前記
フィードバック手段（30）への基準電圧を他方の出力電
圧の上昇と共に下げる基準電圧発生手段（50）と、を備えてなる電源装置。