JPH0731141A - 定電圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低電圧出力の場合であっても、出力電圧の制
御を確実に行い得ると共に、高負荷時にダミー抵抗が回
路の負担にならないようにした定電圧回路を提供する。 【構成】 トランス１３の一次コイル１３ａに対して、
直列に接続された定電圧制御部１２を介して入力電圧を
印加すると共に、該トランスの二次コイル１３ｂに対し
て出力端子１４を接続するようになっており、該出力端
子間に発生する出力電圧を、フィードバック部１５によ
って定電圧制御部に入力することにより該出力電圧を一
定に保持するようにした定電圧回路１０において、トラ
ンスに補助コイル１３ｃを備え、該補助コイルに接続し
た検出部１７によって補助コイルの電圧または電流を検
出することにより、検出した電圧または電流に基づいて
前記フィードバック部，定電圧制御部または出力端子間
に接続した二次側制御部１６を制御するように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばスイッチング
電源，ＤＣ−ＤＣコンバータ等の定電圧回路に関し、特
に確実に出力電圧または出力電流の検出を行い得ると共
に、高負荷時の負担を軽減し得るようにした、定電圧回
路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スイッチング電源は、例えば図７
に示すように構成されている。即ち、図７において、ス
イッチング電源１は、図示しない交流電源から入力端子
を介して入力される交流電圧を、ブリッジ整流器２ａ及
び平滑コンデンサ２ｂから成る整流平滑回路２により直
流化し、さらにスイッチングトランジスタ３を介してト
ランス４の一次コイル４ａに印加すると共に、このトラ
ンス４の二次コイル４ｂには、ダイオード５ａ，５ｂ及
びチョークコイル５ｃとコンデンサ５ｄとから成るフォ
ワードコンバータ回路５を介して出力端子を接続し、こ
の出力端子の間に発生する出力電圧が、分圧抵抗６ａ及
びシャントレギュレータ６ｂから成るフィードバック回
路６に入力されることにより、このフィードバック回路
６が、上記出力電圧に基づいてフォトカプラ７を介して
駆動制御回路８によるスイッチングトランジスタ３の発
振を制御するようにしている。

【０００３】ここで、上記フィードバック回路６は、前
記出力電圧が分圧抵抗６ａを介してシャントレギュレー
タ６ｂに入力され、このシャントレギュレータ６ｂは、
フォトカプラ７の発光部７ａを駆動するようになってい
る。これにより、該発光部７ａからの光が、そのフォト
カプラ７の受光部７ｂに入射することになり、この受光
部７ｂからの出力信号に基づいて、駆動制御回路８はス
イッチングトランジスタ３の発振を制御し、かくして出
力電圧が所定の電圧に維持され得るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなスイッチング電源１においては、スイッチング電源
１が低電圧出力である場合には、シャントレギュレータ
６ｂによるフィードバック回路６では基準電圧が低くな
ってしまい、十分な基準電圧が得られないことから、フ
ォトカプラ７の発光部７ａを発光させることができなく
なり、従って出力電圧の調整が確実に行なわれ得なくな
ってしまうことがあった。

【０００５】また、このようなスイッチング電源１にお
いては、出力端子間にダミー抵抗９が接続されており、
低負荷時にこのダミー抵抗９が回路保護を行なうように
なっているが、高負荷時にはこのダミー抵抗９が逆に回
路の負担となってしまい、該ダミー抵抗９による電流消
費，発熱等の問題が発生してしまう。

【０００６】この発明は、以上の点に鑑み、低電圧出力
の場合であっても、出力電圧の制御が確実に行なわれ得
ると共に、高負荷時にダミー抵抗が回路の負担にならな
いようにした、定電圧回路を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、トランスの一次コイルに対して、直
列に接続された定電圧制御部を介して入力電圧が印加さ
れると共に、このトランスの二次コイルに対して出力端
子が接続されるようになっており、この出力端子間に発
生する出力電圧が、フィードバック部によって前記定電
圧制御部に入力されることにより、該出力電圧が一定に
保持され得るようにした定電圧回路において、上記トラ
ンスに補助コイルが備えられていて、この補助コイルに
接続された検出部によって、該補助コイルの電圧または
電流を検出することにより検出された電圧または電流に
基づいて、前記フィードバック部，定電圧制御部または
出力端子間に接続された二次側制御部を制御するように
したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、出力電圧を調整するための
フィードバック回路，定電圧制御部または二次側制御部
が、トランスの二次コイルに発生する電圧に、補助コイ
ルに発生する電圧を加えた基準電圧を与えられることに
なる。従って、低電圧出力の場合であっても、基準電圧
として、制御するために十分高い電圧が得られることに
なるため、出力電圧の制御が確実に行なわれることにな
ると共に、例えばダミー抵抗等から成る二次側制御部
が、この基準電圧に基づいて検出され得る電流に応じて
適宜に制御され得ることになり、例えば高負荷時には、
ダミー抵抗がオフ制御され得ることにより、回路負荷が
軽減され得ることになる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて、本発
明を詳細に説明する。図１はこの発明による定電圧回路
の一実施例を示している。この定電圧回路１０は、図示
しない直流電源から入力端子１１を介して入力される直
流電圧を、定電圧制御部１２を介してトランス１３の一
次コイル１３ａに印加すると共に、このトランス１３の
二次コイル１３ｂに出力端子１４を接続し、さらにこの
出力端子１４の間に発生する出力電圧がフィードバック
回路１５に入力されることにより、このフィードバック
回路１５が上記出力電圧に基づいて定電圧制御部１２を
制御するようになっており、さらに該出力端子１４間に
は、例えばダミー抵抗等の二次側制御部１６が接続され
ている。

【００１０】以上の構成は、図７に示した従来のスイッ
チング電源１の定電圧回路部とほぼ同様の構成である
が、この発明による定電圧回路１０においては、トラン
ス１３が、二次コイル１３ｂと共に、さらに二次側に補
助コイル１３ｃを有しており、この補助コイル１３ｃに
発生する電圧と二次コイル１３ｂに発生した電圧を加算
した基準電圧が、電圧・電流検出部１７に印加されるこ
とにより、その電圧・電流検出部１７が、この基準電圧
に基づいてフィードバック回路１５，定電圧制御部１２
に制御信号を出力して、出力電圧の調整が行なわれるよ
うになっている。また、上記電圧・電流検出部１７は、
二次側制御部１６に対して制御信号を出力することによ
り、該二次側制御部１６をオンオフ制御するようになっ
ている。

【００１１】このように構成された定電圧回路１０によ
れば、フィードバック回路１５，定電圧制御部１２に出
力される制御信号は、二次コイル１３ｂに発生する電圧
だけでなく、補助コイル１３ｃに発生する電圧を加算し
た十分高い基準電圧に基づいて生成されることから、こ
のフィードバック回路１５及び定電圧制御部１２が駆動
電圧不足になるようなことなく確実に制御され得ること
になり、出力電圧の調整が精度良く行なわれることにな
る。

【００１２】また、電圧・電流検出部１７に出力される
制御信号は、上記基準電圧から演算される電流に基づい
て生成されることから、例えば定電圧回路１０の高負荷
時に電流が基準値より増大したときには、二次側制御部
１６を制御することにより、例えばダミー抵抗を遮断す
ることによって回路の負担が軽減され得るようになって
いる。

【００１３】図２はこの発明による定電圧回路を組み込
んだスイッチング電源の第一の実施例を示している。即
ち、図２において、スイッチング電源２０は、図示しな
い交流電源から入力端子２１を介して入力される交流電
圧を、ブリッジ整流器２２ａ及び平滑コンデンサ２２ｂ
から成る整流平滑回路２２により直流化し、さらにスイ
ッチングトランジスタ２３を介してトランス２４の一次
コイル２４ａに印加すると共に、このトランス２４の二
次コイル２４ｂには、ダイオード２５ａ，２５ｂ及びチ
ョークコイル２５ｃとコンデンサ２５ｄとから成るフォ
ワードコンバータ回路２５を介して出力端子２６を接続
し、この出力端子２６の間に発生する出力電圧が、分圧
抵抗２７ａ及びシャントレギュレータ２７ｂから成るフ
ィードバック回路２７に入力されることにより、このフ
ィードバック回路２７が、上記出力電圧に基づいてフォ
トカプラ２８を介して駆動制御回路２９によるスイッチ
ングトランジスタ２３の発振を制御するようにしてい
る。

【００１４】そして、このスイッチング電源２０におい
ては、トランス２４が、二次コイル２４ｂと共に、さら
に二次側に補助コイル２４ｃと、該補助コイル２４ｃに
接続されたダイオード３０ａ，３０ｂと、チョークコイ
ル３０ｃ及びコンデンサ３０ｄから成るフォワードコン
バータ回路３０とを有している。そして、この補助コイ
ル２４ｃに発生する電圧と、二次コイル２４ｂに発生し
た電圧を加算した基準電圧が、フィードバック回路２７
のシャントレギュレータ２７ｂ及びフォトカプラ２８の
発光部２８ａに印加されることにより、このフォトカプ
ラ２８の発光部２８ａが駆動されるようになっている。
他方、出力端子２６の間に発生する出力電圧が、分圧抵
抗２７ａを介してシャントレギュレータ２７ｂに入力さ
れることにより、該シャントレギュレータ２７ｂは、フ
ォトカプラ２８の発光部２８ａを駆動制御するようにな
っている。

【００１５】これにより、発光部２８ａからの光がフォ
トカプラ２８の受光部２８ｂに入射することになり、受
光部２８ｂからの出力信号に基づいて、駆動制御回路２
９はスイッチングトランジスタ２３の発振を制御し、か
くして出力電圧が所定の電圧に維持されるようになって
いる。

【００１６】この場合、二次コイル２４ｂの電圧が比較
的低い場合であっても、フォトカプラ２８の発光部２８
ａには、二次コイル２４ｂに発生する電圧に、補助コイ
ル２４ｃに発生する電圧を加えた電圧が駆動電圧として
印加されることになるため、該発光部２８ａは駆動電圧
不足になるようなことなく、確実に駆動発光せしめられ
る。

【００１７】図３はこの発明によるスイッチング電源２
０の第二の実施例を示している。この場合、トランス２
４の補助コイル２４ｃに接続されたフォワードコンバー
タ回路３０のうち、ダイオード３０ｂ及びチョークコイ
ル３０ｃが省略されていることにより簡略化されてい
て、補助コイル２４ｃの出力電圧がダイオード２４ａ及
びコンデンサ３０ｄのみによって整流される点を除いて
は、図２に示した第一の実施例と同じ構成であり、その
作用もほぼ同じである。この場合、構成が簡単であり、
コストが低減され得ることになり、特に、低出力のスイ
ッチング電源の場合に有効である。

【００１８】図４はこの発明による定電圧回路を組み込
んだスイッチング電源の第三の実施例を示している。即
ち、図４において、スイッチング電源４０は、図示しな
い交流電源から入力端子４１を介して入力される交流電
圧を、ブリッジ整流器４２ａ及び平滑コンデンサ４２ｂ
から成る整流平滑回路４２により直流化し、さらにスイ
ッチングトランジスタ４３を介してトランス４４の一次
コイル４４ａに印加すると共に、該トランス４４の二次
コイル４４ｂには、ダイオード４５ａ，４５ｂ及びチョ
ークコイル４５ｃとコンデンサ４５ｄとから成るフォワ
ードコンバータ回路４５を介して出力端子４６を接続
し、この出力端子４６の間に発生する出力電圧がフィー
ドバック回路４７に入力されることにより、このフィー
ドバック回路４７が、上記出力電圧に基づいて駆動制御
回路４８によるスイッチングトランジスタ４３の発振を
制御するようにしている。さらに、該出力端子４６の間
にはダミー抵抗４９が接続されており、低負荷時の回路
保護を行なうように構成されている。

【００１９】そして、このスイッチング電源４０におい
ては、トランス４４が、二次コイル４４ｂと共に、さら
に二次側に補助コイル４４ｃとこの補助コイル４４ｃに
接続されたダイオード５０ａ及びコンデンサ５０ｂから
成るフォワードコンバータ回路５０とを有しており、こ
の補助コイル４４ｃに発生する電圧と二次コイル４４ｂ
に発生した電圧を加算した基準電圧が、抵抗５１を介し
てトランジスタ５２のコレクタに、またツェナーダイオ
ード５３を介してトランジスタ５２のベースに印加さ
れ、さらに該トランジスタ５２のコレクタが、前記ダミ
ー抵抗４９に直列に接続されたスイッチングトランジス
タ５４のベースに接続されている。

【００２０】この構成によれば、二次コイル４４ｂの出
力電圧はフィードバック回路４７，駆動制御回路４８の
作用によって一定電圧に保持され得ることになるが、他
方、補助コイル４４ｃに発生する電圧は、出力端子４６
に対する負荷が大きくなるにつれて高くなるように変動
することになり、抵抗５１の両端の電圧の変動を利用し
て、ツェナーダイオード５３によって該抵抗５１の両端
の電圧が所定電圧を越えたとき、即ち、補助コイル４４
ｃを流れる電流が一定値を越えた、所謂高負荷時には、
該ツェナーダイオード５３に電流が流れて、トランジス
タ５２をオンにし、これにより、スイッチングトランジ
スタ５４をオフにすることにより、ダミー抵抗４９が出
力端子４６間で遮断される。かくして、高負荷時には、
ダミー抵抗４９がオフされることにより、回路負担が軽
減され得るようになっている。

【００２１】図５はこの発明によるスイッチング電源の
第四の実施例を示している。この場合、図４に示した実
施例に比較して、トランジスタ５２のコレクタとスイッ
チングトランジスタ５４のベースの間に、電圧−デュー
ティ変換回路５５が挿入されている点で、異なる構成で
ある。これにより、電圧に応じたデューティ比で、該ス
イッチングトランジスタ５４がオンオフ制御されること
により、ダミー抵抗４９がオンオフ制御されることにな
り、より細かい制御が可能となっている。

【００２２】図６はこの発明によるスイッチング電源の
第五の実施例を示している。この場合、図３に示した実
施例に比較して、フォワードコンバータ回路３０の出力
電圧が、ツェナーダイオード３１とフォトカプラ３２と
を直列に接続したものを追加している点で、異なる構成
である。

【００２３】これにより、二次コイル２４ｂの出力電圧
は、フィードバック回路２７，駆動制御回路２９の作用
によって一定電圧に保持され得ることになるが、他方、
補助コイル２４ｃに発生する電圧は、出力端子２６に対
する負荷が大きくなるにつれて高くなるように変動する
ことになるので、ツェナーダイオード３１に印加される
電圧が所定値を越えたとき、即ち、出力端子２６を流れ
る電流が一定値を越えた、所謂高負荷時には、該ツェナ
ーダイオード３１から電流が流れ、フォトカプラ３２の
発光部３２ａを駆動する。これにより発光部３２ａから
の光が受光部３２ｂに入射することになり、受光部３２
ｂからの出力信号に基づいて駆動制御回路２９はスイッ
チングトランジスタ２３をオフにし、電源のオフ制御が
行なわれることにより、回路保護が行なわれる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
出力電圧を調整するためのフィードバック回路，定電圧
制御部または二次側制御部が、トランスの二次コイルに
発生する電圧に補助コイルに発生する電圧を加えた基準
電圧を与えられることになる。従って、低電圧出力の場
合であっても、基準電圧として、制御するために十分高
い電圧が得られることになるため、出力電圧の制御が確
実に行なわれ得ることになると共に、例えばダミー抵抗
等から成る二次側制御部が、この基準電圧に基づいて検
出され得る電流に応じて、適宜に制御されることにな
り、例えば高負荷時には、ダミー抵抗がオフ制御される
ことにより、回路負荷が軽減されることができる。かく
して本発明によれば、低電圧出力の場合であっても、出
力電圧の制御が確実に行なわれると共に、高負荷時にダ
ミー抵抗が回路の負担にならないようにした、定電圧回
路が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による定電圧回路の概略の構成を示す
ブロック図である。

【図２】この発明による定電圧回路の具体的な第一の実
施例を示す回路図である。

【図３】この発明による定電圧回路の具体的な第二の実
施例を示す回路図である。

【図４】この発明による定電圧回路の具体的な第三の実
施例を示す回路図である。

【図５】この発明による定電圧回路の具体的な第四の実
施例を示す回路図である。

【図６】この発明による定電圧回路の具体的な第五の実
施例を示す回路図である。

【図７】従来のスイッチング電源の一例を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

１０ 定電圧回路 １１ 入力端子 １２ 定電圧制御部 １３ トランス １４ 出力端子 １５ フィードバック部 １６ 二次側制御部 １７ 検出部 ２０ スイッチング電源 ２１ 入力端子 ２２ 整流平滑回路 ２３ スイッチングトランジスタ ２４ トランス ２５ フォワードコンバータ回路 ２６ 出力端子 ２７ フィードバック回路 ２８ フォトカプラ ２９ 駆動制御回路 ３０ フォワードコンバータ回路 ３１ ツェナーダイオード ３２ ダイオード ４０ スイッチング電源 ４１ 入力端子 ４２ 整流平滑回路 ４３ スイッチングトランジスタ ４４ トランス ４５ フォワードコンバータ回路 ４６ 出力端子 ４７ フィードバック回路 ４８ 駆動制御回路 ４９ ダミー抵抗 ５０ フォワードコンバータ回路 ５１ 抵抗 ５２ トランジスタ ５３ ツェナーダイオード ５４ スイッチングトランジスタ ５５ 電圧−デューティ変換回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランスの一次コイルに対して、直列に
   接続された定電圧制御部を介して入力電圧が印加される
   と共に、該トランスの二次コイルに対して出力端子が接
   続されるようになっており、該出力端子間に発生する出
   力電圧がフィードバック部によって前記定電圧制御部に
   入力されることにより、該出力電圧が一定に保持され得
   るようにした定電圧回路において、 上記トランスに補助コイルが備えられていて、該補助コ
   イルに接続された検出部によって該補助コイルの電圧ま
   たは電流を検出することにより、検出された電圧または
   電流に基づいて前記フィードバック部，定電圧制御部ま
   たは出力端子間に接続された二次側制御部が制御される
   ことを特徴とする、定電圧回路。