JPH0750990B2 - 多出力スイッチング電源 - Google Patents
多出力スイッチング電源Info
- Publication number
- JPH0750990B2 JPH0750990B2 JP1313524A JP31352489A JPH0750990B2 JP H0750990 B2 JPH0750990 B2 JP H0750990B2 JP 1313524 A JP1313524 A JP 1313524A JP 31352489 A JP31352489 A JP 31352489A JP H0750990 B2 JPH0750990 B2 JP H0750990B2
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- Japan
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- output
- smoothing
- voltage
- power supply
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/009—Converters characterised by their input or output configuration having two or more independently controlled outputs
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はいわゆる協調インダクタを用いた多出力スイッ
チング電源にかかり、特に安定した出力を得るのに好適
な多出力スイッチング電源に関する。
チング電源にかかり、特に安定した出力を得るのに好適
な多出力スイッチング電源に関する。
従来から、例えば特開昭61−207178号公報に開示されて
いるように、いわゆる協調インダクタを用いた多出力ス
イッチング電源が知られている。上記公報に開示された
発明によれば、主スイッチングトランジスタと制御回路
により、４つの出力電圧を安定化した多出力スイッチン
グ電源が開示されている。そして、上記公報に開示され
た発明は、４つの出力のうち主出力回路からの出力の制
御回路へ電圧フィードバックする条件を正常化するた
め、主出力回路の平滑巻線にコイル、すなわちインダク
タンスを挿入している。ここで、上記制御回路は、上記
主トランジスタのスイッチングパルス幅を決定する機能
を有するものである。この主出力回路の平滑巻線に挿入
されたコイルは、主出力回路からフィールドバック回路
への伝達関数を改善するものである。
いるように、いわゆる協調インダクタを用いた多出力ス
イッチング電源が知られている。上記公報に開示された
発明によれば、主スイッチングトランジスタと制御回路
により、４つの出力電圧を安定化した多出力スイッチン
グ電源が開示されている。そして、上記公報に開示され
た発明は、４つの出力のうち主出力回路からの出力の制
御回路へ電圧フィードバックする条件を正常化するた
め、主出力回路の平滑巻線にコイル、すなわちインダク
タンスを挿入している。ここで、上記制御回路は、上記
主トランジスタのスイッチングパルス幅を決定する機能
を有するものである。この主出力回路の平滑巻線に挿入
されたコイルは、主出力回路からフィールドバック回路
への伝達関数を改善するものである。
上記した多出力スイッチング電源においては、主トラン
スからの出力は各巻線間でその巻数比となり、さらに平
滑チョークコイルの端子電圧はその巻線間で巻数比とな
ることにより、各出力電圧（出力１〜４）は制御された
主出力電圧（出力４）と比例関係が得られ、この主出力
電圧を制御回路によって安定化することにより、他の出
力（出力１〜３）も同時に安定化するという原理に基づ
いて構成される。
スからの出力は各巻線間でその巻数比となり、さらに平
滑チョークコイルの端子電圧はその巻線間で巻数比とな
ることにより、各出力電圧（出力１〜４）は制御された
主出力電圧（出力４）と比例関係が得られ、この主出力
電圧を制御回路によって安定化することにより、他の出
力（出力１〜３）も同時に安定化するという原理に基づ
いて構成される。
この基本方式は周知であり、多くの実用例が存在し、そ
の有効性については論を待たないが、スイッチング電源
の小形化を目指し、そのスイッチング周波数を上昇させ
ている技術トレンドにおいて、その特性について改良の
余地がある。
の有効性については論を待たないが、スイッチング電源
の小形化を目指し、そのスイッチング周波数を上昇させ
ている技術トレンドにおいて、その特性について改良の
余地がある。
上記した従来技術において、前述の主トランジスタのス
イッチング周波数が高周波になった場合に生じる問題点
について、第３図を用いて説明する。第３図は、主トラ
ンス14と平滑チョークコイル19の巻線を各々共有する２
出力の協調スイッチング電源の２次回路部分の回路図で
ある。第３図において、出力電圧V1,V2の関係は、以下
のようになる。
イッチング周波数が高周波になった場合に生じる問題点
について、第３図を用いて説明する。第３図は、主トラ
ンス14と平滑チョークコイル19の巻線を各々共有する２
出力の協調スイッチング電源の２次回路部分の回路図で
ある。第３図において、出力電圧V1,V2の関係は、以下
のようになる。
（イ）１次回路のスイッチングトランジスタ20がオンの
場合には、ダイオード15,17が導通し、次の（１），
（２）式が成立する。
場合には、ダイオード15,17が導通し、次の（１），
（２）式が成立する。
V1＝vN1−VF−vn1 …（１） V2＝vN2−VF−vn2 …（２） ここで、電圧vN1,vN2は、主出力トランス14の２次側の
巻線数N1,N2に対する電圧である。また、vn1,vn2は平滑
チョークコイル19の両端の電圧で、巻線n1,n2に対応す
る電圧である。また、VFはダイオード15,17の順電圧降
下を示している。
巻線数N1,N2に対する電圧である。また、vn1,vn2は平滑
チョークコイル19の両端の電圧で、巻線n1,n2に対応す
る電圧である。また、VFはダイオード15,17の順電圧降
下を示している。
（ロ）１次回路のスイッチングトランジスタ20がオフの
場合には、ダイオード16,18が導通し、次の（３），
（４）式が成立する。
場合には、ダイオード16,18が導通し、次の（３），
（４）式が成立する。
V1＝vN1′＋VF …（３） V2＝vN2′＋VF …（４） ここで、vN1′,vN2′はスイッチングトランジスタ20が
オフの時のvN1,vN2に対応する電圧である。
オフの時のvN1,vN2に対応する電圧である。
（１）（２）（３）（４）式において、V1,V2は直流電
圧で常に一定と仮定すれば、（１）〜（４）式はそれぞ
れ成立しなければならず、ここでトランスの巻数比Ｎ、
平滑チョークコイルの巻数比ｎとすると、 vN2＝NvN1 …（５） vn2＝nvn1 …（６） vn2′＝nvn1′ …（７） となる。但し、ここで、Ｎ＝N2/N1,n＝n2/n1である。
圧で常に一定と仮定すれば、（１）〜（４）式はそれぞ
れ成立しなければならず、ここでトランスの巻数比Ｎ、
平滑チョークコイルの巻数比ｎとすると、 vN2＝NvN1 …（５） vn2＝nvn1 …（６） vn2′＝nvn1′ …（７） となる。但し、ここで、Ｎ＝N2/N1,n＝n2/n1である。
したがって、（１）〜（４）式から平滑チョークコイル
の巻数比ｎは、 ｎ＝（NvN1−2VF）／（vn1＋vn1′） …（８） となる。
の巻数比ｎは、 ｎ＝（NvN1−2VF）／（vn1＋vn1′） …（８） となる。
すなわち、平滑チョークコイル19の巻数比ｎは、（８）
式を満たす場合に限って（１）〜（４）式を満足させる
ことができる。
式を満たす場合に限って（１）〜（４）式を満足させる
ことができる。
ここで、平滑チョークコイル19の巻数比ｎは、基本的に
は整数比（磁芯の構造によっては、0.5ターンまで）し
か取ることができないのは周知のとうりである。特に、
100KHz以上の高周波になった場合は、主トランス14と平
滑チョークコイル19の巻数が共に数ターンとなり、現実
問題として、協調した巻数比を得ることは不可能に近
い。
は整数比（磁芯の構造によっては、0.5ターンまで）し
か取ることができないのは周知のとうりである。特に、
100KHz以上の高周波になった場合は、主トランス14と平
滑チョークコイル19の巻数が共に数ターンとなり、現実
問題として、協調した巻数比を得ることは不可能に近
い。
上記した協調巻線比が得られないまま、多出力スイッチ
ング電源を構成した場合には、（１）〜（４）式に矛盾
が生じる。つまり、異なる定電圧源を相互に並列接続し
たと同様な矛盾が生じる。結果的には、平滑チョークコ
イルの巻線間において、エネルギの授受が行なわれた
り、平滑チョークコイルの巻線のリーケージインダクタ
ンスに電圧負担されたりする。
ング電源を構成した場合には、（１）〜（４）式に矛盾
が生じる。つまり、異なる定電圧源を相互に並列接続し
たと同様な矛盾が生じる。結果的には、平滑チョークコ
イルの巻線間において、エネルギの授受が行なわれた
り、平滑チョークコイルの巻線のリーケージインダクタ
ンスに電圧負担されたりする。
このことは、結果的に意図した出力電圧が得られないこ
と、及び不要な電圧、電流振動が発生することを意味す
る。
と、及び不要な電圧、電流振動が発生することを意味す
る。
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、多出力スイッチング電源において、主トランスと平
滑チョークコイルの巻線が各々鉄芯を共有する場合、協
調が得られないときでも、意図する出力電圧を得て、さ
らに不要な電圧や電流振動を防止するのに好適な多出力
スイッチング電源を提供することを目的としている。
で、多出力スイッチング電源において、主トランスと平
滑チョークコイルの巻線が各々鉄芯を共有する場合、協
調が得られないときでも、意図する出力電圧を得て、さ
らに不要な電圧や電流振動を防止するのに好適な多出力
スイッチング電源を提供することを目的としている。
本発明の多出力スイッチング電源は、制御回路によって
オン／オフ制御される主スイッチを介して、入力電圧を
１次巻線に印加し、かつ複数の２次巻線を備えた出力ト
ランスと、上記出力トランスに設けられた複数の２次巻
線から各々出力される電圧を整流する複数の整流手段
と、上記各整流手段から出力される電圧を平滑する平滑
チョークコイルを含んで構成される複数の平滑回路とを
備え、さらに上記複数の平滑回路に含まれる平滑チョー
クコイルは互いに鉄芯を共用し、複数の平滑回路のうち
の１つの平滑回路の出力電圧（主出力）を上記制御回路
にフィードバックし、各平滑回路の出力電圧を調整する
ものであり、上記１つの平滑回路を除く他の平滑回路内
に、平滑チョークコイルと直列にリアクタンスを挿入し
たことを特徴としている。
オン／オフ制御される主スイッチを介して、入力電圧を
１次巻線に印加し、かつ複数の２次巻線を備えた出力ト
ランスと、上記出力トランスに設けられた複数の２次巻
線から各々出力される電圧を整流する複数の整流手段
と、上記各整流手段から出力される電圧を平滑する平滑
チョークコイルを含んで構成される複数の平滑回路とを
備え、さらに上記複数の平滑回路に含まれる平滑チョー
クコイルは互いに鉄芯を共用し、複数の平滑回路のうち
の１つの平滑回路の出力電圧（主出力）を上記制御回路
にフィードバックし、各平滑回路の出力電圧を調整する
ものであり、上記１つの平滑回路を除く他の平滑回路内
に、平滑チョークコイルと直列にリアクタンスを挿入し
たことを特徴としている。
前記した（１）〜（４）式は、既に説明したように主ト
ランジスタがオンの時とオフの時にそれぞれ成立する電
圧関係式であり、（１）式と（２）式および（３）式と
（４）式は、それぞれ独立に成立する必要があった。そ
して、平滑チョークコイルが、鉄芯を共有していること
に起因する電圧の拘束条件と矛盾を生じさせないために
は、ある特別の巻数比を平滑チョークコイルに与える必
要があり、この特別の巻数比を与えることが困難な場合
には、意図した出力電圧が得られず、不要な電圧や電流
振動が発生するという問題があった。
ランジスタがオンの時とオフの時にそれぞれ成立する電
圧関係式であり、（１）式と（２）式および（３）式と
（４）式は、それぞれ独立に成立する必要があった。そ
して、平滑チョークコイルが、鉄芯を共有していること
に起因する電圧の拘束条件と矛盾を生じさせないために
は、ある特別の巻数比を平滑チョークコイルに与える必
要があり、この特別の巻数比を与えることが困難な場合
には、意図した出力電圧が得られず、不要な電圧や電流
振動が発生するという問題があった。
これに対して、本発明によれば、平滑チョークコイルに
特別の巻数比を与えることが困難な場合においても、平
滑チョークコイルに直列に挿入されたリアクタンスによ
り、不要な電圧や電流振動を吸収することができる。
特別の巻数比を与えることが困難な場合においても、平
滑チョークコイルに直列に挿入されたリアクタンスによ
り、不要な電圧や電流振動を吸収することができる。
以下添付の図面に示す実施例により、さらに詳細にこの
発明について説明する。
発明について説明する。
第１図は、この発明の一実施例を示す回路図である。第
１図に示すように、入力電源１とスイッチングトランジ
スタ２と主トランス３と整流ダイオード4a,4b,5a,5b,6
a,6bと平滑チョークコイル９と平滑用コンデンサ10,11,
12と制御回路13とから構成されている。
１図に示すように、入力電源１とスイッチングトランジ
スタ２と主トランス３と整流ダイオード4a,4b,5a,5b,6
a,6bと平滑チョークコイル９と平滑用コンデンサ10,11,
12と制御回路13とから構成されている。
第１図において、出力電圧V1は制御回路13によりフィー
ドバックされ、スイッチングトランジスタ２のオン／オ
フ比率を制御し、出力電圧V1,V2,V3を可変・安定化させ
る。この内で、出力電圧V2,V3は出力電圧V1の可変・安
定化と同一比率で制御される副出力電圧であり、同一比
率で制御される原理は従来技術と同様である。
ドバックされ、スイッチングトランジスタ２のオン／オ
フ比率を制御し、出力電圧V1,V2,V3を可変・安定化させ
る。この内で、出力電圧V2,V3は出力電圧V1の可変・安
定化と同一比率で制御される副出力電圧であり、同一比
率で制御される原理は従来技術と同様である。
ここで、副出力電圧V2,V3の平滑回路には、図示するよ
うに、リアクタンス7,8が挿入されている。このリアク
タンス7,8は、主トランス３と平滑チョークコイル９、
さらには整流ダイオード4a,4bが原理的に定電圧素子と
等価にあるため、出力電圧V1,V2,V3の関係と平滑チョー
クコイルの端子間電圧で拘束される関係に矛盾値が発生
した場合、、その電圧を負担するために挿入されてい
る。
うに、リアクタンス7,8が挿入されている。このリアク
タンス7,8は、主トランス３と平滑チョークコイル９、
さらには整流ダイオード4a,4bが原理的に定電圧素子と
等価にあるため、出力電圧V1,V2,V3の関係と平滑チョー
クコイルの端子間電圧で拘束される関係に矛盾値が発生
した場合、、その電圧を負担するために挿入されてい
る。
出力電圧V1の平滑回路には、このリアクタンスは挿入さ
れていない。その理由は、主出力回路により副出力回路
の出力電圧を安定化するために、必要な要件であるため
である。
れていない。その理由は、主出力回路により副出力回路
の出力電圧を安定化するために、必要な要件であるため
である。
なお、本実施例においては、リアクタンス7,8が平滑コ
イル９の挿入された極と逆の極に挿入されているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、平滑コイル９が
挿入されている極と同一の極に挿入しても、同様の効果
を得ることができる。これによって、グランド側のノイ
ズを低減する効果がある。
イル９の挿入された極と逆の極に挿入されているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、平滑コイル９が
挿入されている極と同一の極に挿入しても、同様の効果
を得ることができる。これによって、グランド側のノイ
ズを低減する効果がある。
この実施例によれば、リアクタンス7,8は相互の出力電
圧及び平滑チョークコイルの巻数比に矛盾を生じた時の
み電圧を負担し、矛盾のない場合には電圧を負担しな
い。したがって、多出力スイッチング電源として意図し
た出力電圧が適正に得られると共に、平滑チョークコイ
ルの巻線結合を通した意図しないエネルギの授受による
不要な電圧／電流の振動が発生することなく、安定した
出力電圧を得ることができる。
圧及び平滑チョークコイルの巻数比に矛盾を生じた時の
み電圧を負担し、矛盾のない場合には電圧を負担しな
い。したがって、多出力スイッチング電源として意図し
た出力電圧が適正に得られると共に、平滑チョークコイ
ルの巻線結合を通した意図しないエネルギの授受による
不要な電圧／電流の振動が発生することなく、安定した
出力電圧を得ることができる。
第２図は、２出力のスイッチング電源に本発明を適用し
た場合の副出力電流I2と副出力電圧V2の関係を示すもの
である。すなわち、第２図においては、出力電圧V1を5
V,出力電流I1を12Aに固定した状態において、副出力電
圧V2を縦軸にとり、副出力電流I2を横軸にとった場合の
関係を示す図である。ここで、実線で示す曲線は、リア
クタンス８を挿入しなかった場合の関係を示し、点線で
示す曲線はリアクタンス８を挿入した場合の関係を示し
ている。図示するように、リアクタンス８を挿入した場
合には、安定した出力電圧V2を得ることができる。
た場合の副出力電流I2と副出力電圧V2の関係を示すもの
である。すなわち、第２図においては、出力電圧V1を5
V,出力電流I1を12Aに固定した状態において、副出力電
圧V2を縦軸にとり、副出力電流I2を横軸にとった場合の
関係を示す図である。ここで、実線で示す曲線は、リア
クタンス８を挿入しなかった場合の関係を示し、点線で
示す曲線はリアクタンス８を挿入した場合の関係を示し
ている。図示するように、リアクタンス８を挿入した場
合には、安定した出力電圧V2を得ることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば出力ト
ランス及び平滑チョークコイルにおいて鉄芯を共用する
多出力スイッチング電源において、制御回路に出力電圧
をフィードバックする１つの平滑回路を除いた他の全て
の平滑回路において、平滑チョークコイルと直列にリア
クタンスを挿入することにより、主スイッチのオン時と
オフ時の電圧関係式の矛盾を吸収することができるた
め、安定した出力電圧を得ることが可能になる。
ランス及び平滑チョークコイルにおいて鉄芯を共用する
多出力スイッチング電源において、制御回路に出力電圧
をフィードバックする１つの平滑回路を除いた他の全て
の平滑回路において、平滑チョークコイルと直列にリア
クタンスを挿入することにより、主スイッチのオン時と
オフ時の電圧関係式の矛盾を吸収することができるた
め、安定した出力電圧を得ることが可能になる。
さらに、上記した主スイッチのオン時とオフ時の電圧関
係式の矛盾を吸収することができるため、ノイズの発生
を有効に防止することが可能になる。
係式の矛盾を吸収することができるため、ノイズの発生
を有効に防止することが可能になる。
さらに、上記リアクタンスを平滑チョークコイルが挿入
された極と反対の極側に挿入することにより、主スイッ
チや整流手段（整流ダイオード等）から発生するコモン
モードノイズを低減することが可能になる。
された極と反対の極側に挿入することにより、主スイッ
チや整流手段（整流ダイオード等）から発生するコモン
モードノイズを低減することが可能になる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は２出
力のスイッチング電源に本発明を適用した場合の副出力
電流と副出力電圧の関係及び従来技術による２出力のス
イッチング電源における副出力電流と副出力電圧の関係
を示す図、第３図は従来の多出力スイッチング電源の一
例を示す回路図である。 １……入力電源、２……主スイッチ、３……出力トラン
ス、4a,4b,5a,5b,6a,6b……整流ダイオード、7,8……リ
アクタンス、９……平滑チョークコイル、10〜12……平
滑コンデンサ、13……制御回路。
力のスイッチング電源に本発明を適用した場合の副出力
電流と副出力電圧の関係及び従来技術による２出力のス
イッチング電源における副出力電流と副出力電圧の関係
を示す図、第３図は従来の多出力スイッチング電源の一
例を示す回路図である。 １……入力電源、２……主スイッチ、３……出力トラン
ス、4a,4b,5a,5b,6a,6b……整流ダイオード、7,8……リ
アクタンス、９……平滑チョークコイル、10〜12……平
滑コンデンサ、13……制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−207178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−129570（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−136074（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−37384（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】制御回路によってオン／オフ制御される主
スイッチを介して、入力電圧を１次巻線に印加し、かつ
複数の２次巻線を備えた出力トランスと、上記出力トラ
ンスに設けられた複数の２次巻線から各々出力される電
圧を整流する複数の整流手段と、上記各整流手段から出
力される電圧を平滑する平滑チョークコイルを含んで構
成される複数の平滑回路とを備え、さらに上記複数の平
滑回路に含まれるチョークコイルは互いに鉄芯を共用
し、複数の平滑回路のうちの１つの平滑回路の出力電圧
を上記制御回路にフィードバックし、各平滑回路の出力
電圧を調整する多出力スイッチング電源において、 上記１つの平滑回路を除く他の平滑回路に、平滑チョー
クコイルに直列にリアクタンスを挿入したことを特徴と
する多出力スイッチング電源。 - 【請求項２】上記直列に直列に挿入されたリアクタンス
は、平滑チョークコイルと逆極性の出力端子側に挿入さ
れていることを特徴とする請求項１記載の多出力スイッ
チング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1313524A JPH0750990B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | 多出力スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1313524A JPH0750990B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | 多出力スイッチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03178557A JPH03178557A (ja) | 1991-08-02 |
| JPH0750990B2 true JPH0750990B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=18042350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1313524A Expired - Fee Related JPH0750990B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | 多出力スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750990B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59129570A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-25 | Hitachi Metals Ltd | スイツチング・レギユレ−タ |
| JPS59136074A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-04 | Hitachi Metals Ltd | スイツチング・レギユレ−タ |
| JPS61207178A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-13 | Ricoh Co Ltd | 多出力スイツチングレギユレ−タ |
-
1989
- 1989-12-04 JP JP1313524A patent/JPH0750990B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03178557A (ja) | 1991-08-02 |
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