JPH09131052A - 切替えモード電源 - Google Patents

切替えモード電源

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JPH09131052A
JPH09131052A JP8218012A JP21801296A JPH09131052A JP H09131052 A JPH09131052 A JP H09131052A JP 8218012 A JP8218012 A JP 8218012A JP 21801296 A JP21801296 A JP 21801296A JP H09131052 A JPH09131052 A JP H09131052A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】一方31が入力切替え装置34の制御により直接的
に調整され、その他方が間接的に調整される２つの出力
回路31、32を有する切替えモード電源30を提供する。 【解決手段】間接的な調整は、第１および第２の出力回
路31、32の巻線36、37と共通にエネルギ貯蔵磁気コアに
巻かれた追加巻線38を用いる。追加巻線38は出力回路32
の低い方の電圧のものと他方の、高い方の電圧の出力回
路31との間に接続され、低い方の電圧の出力回路32がわ
ずかに負荷されると、低い方の電圧の出力回路32への負
荷が増大するにつれて、減少する電流がこの出力回路か
ら追加巻線38を通して高い方の電圧の出力回路31に流れ
るようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、その一方が入力スイッチング
・デバイスの制御により直接調整され、その他方が間接
的に調整される２つの出力回路を備えた切替えモード電
源に関する。
【０００２】
【発明の背景】当業界では多数の出力を備えた切替えモ
ード電源を設けることは知られており、図１はこのよう
な電源を２つの出力11、12がある順方向変換器10の形で
示している。周知のとおり、スイッチング・デバイス14
のデューティサイクルを調節することにより、順方向変
換器の出力電圧を変えることができるが、複数の出力が
ある場合には、出力電圧調整はこのような出力の１つに
ついてのみ行なうことができる。図１の電源では、出力
11の電圧はその出力電圧を制御回路15にフィードバック
させることにより調整されている（出力電圧は絶縁を保
護するため制御回路15に直接接続されていず、代わりに
この電圧の量をフィードバックしており、これが回路11
の出力の周りの点線の楕円形の意味である）。
【０００３】他の出力の調整が必要であれば、一般に別
の調整段を使用する。この必要を避けるのに、共通のコ
アに出力コイル16及び17を巻き、未調整出力12の変化が
調整出力に結合するようにすることが知られている。こ
のような構成は部分的にのみ有効で、安定性の問題を生
ずる可能性がある。
【０００４】それらの駆動コイルを直列に相互接続する
ことにより多数の出力を更に直接に組み込むことも知ら
れている。このような構成を、２つの出力21、22を供給
する２つの２次巻線を有するフライバック変換器20につ
いて図２に示してある。この場合には、出力21は２つの
２次巻線の直列相互接続により設けられるが、出力22は
２次巻線の１つだけを使用している。このような構成の
短所は出力21が常に、ダイオードＤ１及びＤ２を通るそ
の電流をすべて引き出し、電源の効率を下げることであ
る。
【０００５】本発明の目的は第２の出力を間接調整する
改良された構成の切替えモード電源を提供することであ
る。
【０００６】
【発明の概要】本発明の１つの局面によれば、入力電力
を断続するスイッチング・デバイスを備えた入力回路、
エネルギ貯蔵磁気コアに巻かれた第１の巻線を備え、入
力回路から電力を受け取り、第１の線路出力と共通線路
との間に第１の出力電圧を供給する第１の出力回路、第
１の出力電圧のレベルに応答してスイッチング・デバイ
スの動作を制御し、それにより第１の出力電圧を一定に
維持する制御回路、やはり前記磁気コアに巻かれ、それ
を通してその電力を受け取る第２の巻線を備え、第２の
線路出力と共通線路との間に、前記第１の出力電圧より
小さい第２の出力電圧を供給する第２の出力回路であっ
て、前記磁気コア内で磁界が衰弱する期間中、前記第１
及び第２の巻線に誘導される電圧が前記第１及び第２の
出力電圧の相対的大きさを決定する第２の出力回路、や
はり前記磁気コアに巻かれ、前記第１の線路出力と前記
第２の線路出力との間でダイオードと直列に接続されて
いる第３の巻線であって、前記磁気コア内で磁界が衰弱
する期間中、第３の巻線に誘導される電圧は前記第２の
出力電圧に付加されるものであり、その大きさは第２の
出力回路がわずか負荷されるとき第２の出力回路への負
荷が増加するにつれて減少する電流が第２の出力回路か
ら第３の巻線を通って第１の出力回路に流れることがで
きるようなものである第３の巻線、を備えている切替え
モード電源が提供される。
【０００７】この構成によれば、第２の出力回路への負
荷は第１の出力回路に、制御回路により行なわれる調整
が第２の出力電圧の安定性に利するように直接影響す
る。更に、第３の巻線に関連するダイオードの電力損失
は図２を参照して上に説明した従来技術の回路より高い
効率を与える第２の回路への負荷と共に減少する。
【０００８】第１の出力回路はバック調整器として構成
され、第２の出力回路は、それに対して第１及び第２の
巻線がそれぞれエネルギ貯蔵変圧器の１次巻線及び２次
巻線を形成するフライバック変換器として構成するのが
有利である。
【０００９】第１の出力回路は、第２の出力にわずか負
荷されるときそれ自身を示す漏洩インダクタンス効果の
結果生ずる傾向がある第２の出力電圧の上方移動をクラ
ンプする働きをすることにも注目してよい。
【００１０】出力回路の他の構成も可能である。従っ
て、第１及び第２の出力回路を共にフライバック変換器
構成とし、第１及び第２の巻線が、その１次が入力回路
の一部を形成しているエネルギ貯蔵変圧器のそれぞれの
２次を形成する構成とすることができる。
【００１１】他の構成では、第１の出力回路は順方向変
換器の構成を成し、第２の出力回路は、それに対して第
１及び第２の巻線がそれぞれエネルギ貯蔵変圧器の１次
巻線及び２次巻線を形成するフライバック変換器として
構成されている。
【００１２】第２の出力回路と同じ仕方で間接調整を行
なう更に他の出力回路を提供することもできる。
【００１３】本発明の他の局面によれば、共通線路を有
する２つの出力を備えた切替えモード電源が提供されて
おり、その電源は、第１の出力電圧を前記出力の第１の
ものに供給するバック調整器であって、スイッチング・
デバイス、第１の出力電圧のレベルに応じてスイッチン
グ・デバイスの動作を制御し、それにより第１の出力電
圧を実質上一定に維持する制御回路、及び磁気コアに巻
かれた第１の巻線を有するエネルギ貯蔵誘導性要素、を
備えているバック調整器、前記第１の出力電圧より小さ
い第２の出力電圧を前記出力の第２のものに供給するフ
ライバック変換器であって、バック調整器と同じスイッ
チング・デバイスを利用しており、変圧器の１次巻線と
して働くバック調整器の前記第１の巻線及び前記磁気コ
アに巻かれて変圧器の２次巻線として働く第２の巻線に
より形成されたエネルギ貯蔵変圧器を備えているフライ
バック変換器、及びやはり前記磁気コアに巻かれ、前記
第１の出力と前記第２の出力との間でダイオードと直列
に接続されている第３の巻線であって、前記磁気コア内
で磁界が衰弱する期間中、第３の巻線に誘導される電圧
は前記第２の出力電圧に付加されるものであり、その大
きさは第２の出力回路がわずか負荷されるとき第２の出
力回路への負荷が増加するにつれて０まで減少する電流
がフライバック変換器から第３の巻線を通ってバック調
整器に流れることができるようなものである第３の巻線
を設けている。
【００１４】本発明を具現する切替えモード電源の３つ
の形態を、限定するわけではない例を用いて添付図面を
参照して次に説明することにする。
【００１５】
【本発明の実施の最良の態様】図３に示す本発明の第１
の実施例において、切替えモード電源は、入力電力がス
イッチング・デバイス34により断続され、エネルギ貯蔵
磁気コアに巻かれた巻線36を有する誘導性要素に送られ
るバック調整器として構成された第１の出力回路31備え
ている。バック調整器は当業界で周知であり、従って出
力回路31の動作を詳細には説明しないことにする。出力
回路31の出力電圧はその線路出力からスイッチング・デ
バイスのデューティサイクルを調節する働きをする制御
回路にフィードバックされることにより調整され、回路
31の出力電圧を実質上一定に維持するようにする。
【００１６】第２の出力回路32は巻線37を同じエネルギ
貯蔵磁気コアに巻線36と共に巻くことによりフライバッ
ク変換器として形成されている。巻線36は変圧器の１次
巻線として働き、巻線37は変圧器の２次巻線として働
き、フライバック変換器エネルギ貯蔵変圧器を形成して
いる。今度も、フライバック変換器は当業界で周知であ
り、出力回路32の動作を詳細には説明しないことにす
る。
【００１７】第１及び第２の出力回路31、32には共通の
０ボルト出力線路がある。
【００１８】第２の出力回路32の出力電圧は第１の出力
回路31に対して選択された出力電圧によって決まるが、
この依存性は巻線36及び37の誘導結合によるものであ
る。一般的に言えば、回路31及び32の出力電圧は、共通
コア内の磁界の衰弱中、それぞれ巻線36及び37に誘導さ
れる電圧に対応するから、回路31及び32の出力電圧の比
は巻線36及び37の巻数比に対応する（これは主として回
路内のダイオードの電圧降下のため、完全には正確でな
い）。図３の電源では、第２の出力回路32の出力電圧は
出力回路31の出力電圧より小さい。
【００１９】第２の出力回路32の或る程度の調整を（出
力回路31の負荷ではなく）その負荷に応じて行なうに
は、第３の巻線38を巻線36及び37と共に同じ磁気コアに
巻く。この第３の巻線38をダイオードＤ３を通して回路
32の線路出力から回路31の線路出力に接続する。
【００２０】巻線38の接続の意味は、共通コア内の磁界
の消失の間に巻線38に誘導される電圧が第２の出力回路
32の出力電圧に付加されるようにすることである。更
に、この誘導電圧の大きさは（巻線38の巻数を巻線36、
37の巻数に対して適切に選定することにより）第２の出
力回路がその付加によりわずか負荷されると、回路32か
ら巻線38及びダイオードＤ３を通して回路31の線路出力
に電流が流れることができるように設定される。しか
し、回路32の負荷がその自身の負荷により増大するにつ
れて、回路32の電圧損失は巻線38を通る電流を０まで減
少させる。この効果により第１の出力回路31は第２の出
力回路の負荷に敏感になる−第２の出力回路の負荷が増
大すると回路31の出力電圧が降下するが、これはスイッ
チング・デバイス34のデューティサイクルを増す制御回
路35により正しく補正される。これは勿論、磁界衰弱中
に巻線36に誘導される電圧だけでなく、巻線37に誘導さ
れる電圧をも増大させ、負荷の増大により生ずる内部回
路損失を補正する効果を有する。回路32の最初の負荷が
増大すると、巻線38から（回路31は電流を流していると
仮定する）回路32の負荷への電流の転換がかなりな補正
効果を有することも注目される。
【００２１】図３の実施例に存在する他の有利な効果は
第１の出力回路31が、第２の出力がわずか負荷されたと
き、スイッチング・デバイス34のをオフにするとき巻線
37に電圧スパイクを生ずる漏洩インダクタンスのため、
生ずる傾向がある第２の出力電圧の上方への移動をクラ
ンプするように働くということである。
【００２２】図４は本発明の第２の実施例を示す。この
場合には、２つの出力回路41及び42を有するフライバツ
ク変換器が提供される。フライバック変換器変圧器49に
はエネルギ貯蔵磁気コアがある。変圧器の１次巻線はス
イッチング・デバイス44に直列に接続されている。第１
の２次巻線46は、その出力電圧がこの電圧をスイッチン
グ・デバイス44のデューティサイクルを制御する制御回
路45にフィードバックすることにより調整される第１の
出力回路41に供給する。
【００２３】変圧器49の第２の２次巻線は、回路41と同
様の形態であるがフィードバツク調整のない第２の出力
回路42に供給する。第２の出力回路42の電圧出力は第１
の出力回路41の電圧出力より小さい。
【００２４】図３の電源の場合のように、第２の出力回
路42の間接調整は巻線46及び47と同じコアに巻かれ、出
力回路41と42との間にダイオードＤ３を介して直列に接
続されている巻線48により行なわれる。
【００２５】巻線48の接続の向き及びその巻数は共に図
３の実施例を参照して上に説明した判定基準に従って決
まるが、その目的は今度も第２の出力回路の軽負荷状態
で電流を第２の出力回路42から調整された第１の出力回
路に流すことである。この構成による回路42の間接調整
は図３の電源の場合と同じように動作する。
【００２６】図５は本発明の第３の実施例を示すが、こ
れでは切替えモード電源50にスイッチング・デバイス54
及び順方向変換器として構成された第１の出力回路51が
設けられている。第１の出力回路51にはエネルギ貯蔵磁
気コアに巻かれた巻線56がある。第１の出力回路の出力
電圧はこの電圧をスイッチング・デバイス54のデューテ
ィサイクルを適切に調節する制御回路55にフィードバッ
クすることにより直接調整される。
【００２７】第２の出力回路52は巻線56と同じコアに巻
かれた巻線57を有するフライバック変換器として設けら
れている。巻線56及び57はそれぞれエネルギ貯蔵変圧器
の１次及び２次を形成している。
【００２８】図３及び図４の実施例の場合のように、更
に他の巻線58が巻線56及び57と共に巻かれ、第２及び第
１の出力回路52及び51の線路出力の間にダイオードＤ３
を介して接続されている。この更に他の巻線58の構成及
び機能は図３及び図４の巻線38及び48のものと類似して
おり、従って詳細には説明しないことにする。
【００２９】各種修正案が、勿論、本発明の上述の実施
例に可能である。たとえば、３つ以上の出力回路にそれ
ぞれの追加巻線及びダイオードを介して高い電圧の出力
回路に接続されている各々低い電圧のものを設けること
ができる。図６は図４に示すものと同様の切替えモード
電源に対するこのような構成を示している。この場合に
は、第３の出力回路60が巻線61及びダイオードＤ６を介
して第１の出力回路41の出力線路に接続されており、巻
線61は変圧器49のコアに巻かれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの出力回路を有する順方向変換器の形を成
す既知の切替えモード電源の回路図であり、２つの出力
回路のエネルギ貯蔵誘導性要素が共通に巻かれている。
【図２】２つの出力回路を有するフライバック変換器の
形を成す既知の切替えモード電源の回路図であり、変換
器のエネルギ貯蔵変圧器が２つの２次巻線を備えてお
り、出力回路の一方が２つの２次巻線の直列内部接続に
より高い方の電圧の出力を発生している。
【図３】本発明を具現する第１の切替えモード電源の回
路図であり、この切替えモード電源はそれぞれバック調
整器及びフライバック変換器として構成された２つの出
力回路を備えている。
【図４】本発明を具現する第２の切替えモード電源の回
路図であり、この切替えモード電源は共にフライバック
変換器構成を成す２つの出力回路を備えている。
【図５】本発明を具現する第３の切替えモード電源の回
路図であり、この切替えモード電源はそれぞれ順方向変
換器及びフライバック変換器として構成された２つの出
力回路を備えている。
【図６】本発明を具現する第４の切替えモード電源の回
路図であり、この実施例は図４のものと同様であるが、
第３の出力回路を備えている。
【符号の説明】
30：切替えモード電源 31，32：出力回路 34：スイッチング・デバイス 35：制御回路 36，37：出力回路の巻線 38：追加巻線 41，42：出力回路 44：スイッチング・デバイス 46，47，48：出力回路の巻線 49：変圧器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力電力を断続するスイッチング・デバイ
    スを備えた入力回路、 エネルギ貯蔵磁気コアに巻かれた第１の巻線を備え、入
    力回路から電力を受け取り、第１の線路出力と共通線路
    との間に第１の出力電圧を供給する第１の出力回路、 第１の出力電圧のレベルに応答してスイッチング・デバ
    イスの動作を制御し、それにより第１の出力電圧を一定
    に維持する制御回路、 やはり前記磁気コアに巻かれ、それを通してその電力を
    受け取る第２の巻線を備え、第２の線路出力と共通線路
    との間に、前記第１の出力電圧より小さい第２の出力電
    圧を供給する第２の出力回路であって、前記磁気コア内
    で磁界が衰弱する期間中、前記第１及び第２の巻線に誘
    導される電圧は前記第１及び第２の出力電圧の相対的大
    きさを決定する第２の出力回路、 やはり前記磁気コアに巻かれ、前記第１の線路出力と前
    記第２の線路出力との間でダイオードと直列に接続され
    ている第３の巻線であって、前記磁気コア内で磁界が衰
    弱する期間中、第３の巻線に誘導される電圧は前記第２
    の出力電圧に付加されるものであり、その大きさは第２
    の出力回路がわずか負荷されるとき第２の出力回路への
    負荷が増加するにつれて減少する電流が第２の出力回路
    から第３の巻線を通って第１の出力回路に流れることが
    できるようなものである第３の巻線、を有する切替えモ
    ード電源。
  2. 【請求項２】前記第１の出力回路はバック調整器として
    構成され、前記第２の出力回路は、それに対して第１及
    び第２の巻線がそれぞれエネルギ貯蔵変圧器の１次巻線
    及び２次巻線を形成するフライバック変換器として構成
    されていることを特徴とする請求項１に記載の切替えモ
    ード電源。
  3. 【請求項３】前記第１及び第２の出力回路は共にフライ
    バック変換器として構成されていることを特徴とする請
    求項１に記載の切替えモード電源。
  4. 【請求項４】前記第１の出力回路は順方向変換器として
    構成され、前記第２の出力回路は、それに対して第１及
    び第２の巻線がそれぞれエネルギ貯蔵変圧器の１次巻線
    及び２次巻線を形成するフライバック変換器として構成
    されていることを特徴とする請求項１に記載の切替えモ
    ード電源。
  5. 【請求項５】やはり前記磁気コアに巻かれ、それを通し
    て第３の出力回路がその電力を受ける第４の巻線を備
    え、第３の線路出力と共通線路との間に、前記第１の出
    力電圧より小さい第３の出力電圧を供給する第３の出力
    回路であって、前記磁気コア内で磁界が衰弱する期間
    中、前記第１の巻線と前記第４の巻線との間に誘導され
    る電圧が前記第１及び第３の出力電圧の相対的大きさを
    決定する第３の出力回路、 やはり前記磁気コアに巻かれ、前記第１の線路出力と前
    記第３の線路出力との間でダイオードと直列に接続され
    ている第５の巻線であって、前記磁気コア内で磁界が衰
    弱する期間中、第５の巻線に誘導される電圧は前記第３
    の出力電圧に付加されるものであり、その大きさは第３
    の出力回路がわずか負荷されるとき第３の出力回路への
    負荷が増加するにつれて減少する電流が第３の出力回路
    から第５の巻線を通って第１の出力回路に流れることが
    できるようなものである第５の巻線、を更に備えている
    ことを特徴とする請求項１に記載の切替えモード電源。
  6. 【請求項６】第１の出力電圧を前記出力の第１のものに
    供給するバック調整器であって、スイッチング・デバイ
    ス、第１の出力電圧のレベルに応じてスイッチング・デ
    バイスの動作を制御し、それにより第１の出力電圧を実
    質上一定に維持する制御回路及び磁気コアに巻かれた第
    １の巻線を有するエネルギ貯蔵誘導性要素を備えている
    バック調整器、 前記第１の出力電圧より小さい第２の出力電圧を前記出
    力の第２のものに供給するフライバック変換器であっ
    て、バック調整器と同じスイッチング・デバイスを利用
    しており、変圧器の１次巻線として働くバック調整器の
    前記第１の巻線及び前記磁気コアに巻かれて変圧器の２
    次巻線として働く第２の巻線により形成されたエネルギ
    貯蔵変圧器を備えているフライバック変換器、及びやは
    り前記磁気コアに巻かれ、前記第１の出力と前記第２の
    出力との間でダイオードと直列に接続されている第３の
    巻線であって、前記磁気コア内で磁界が衰弱する期間
    中、第３の巻線に誘導される電圧が前記第２の出力電圧
    に付加されるものであり、その大きさは第２の出力回路
    がわずか負荷されるとき第２の出力回路への負荷が増加
    するにつれて０まで減少する電流がフライバック変換器
    から第３の巻線を通ってバック調整器に流れることがで
    きるようなものである第３の巻線、を設けた、共通線路
    を有する２つの出力を備えた切替えモード電源。
JP21801296A 1995-07-31 1996-07-31 切替えモード電源 Expired - Fee Related JP3652801B2 (ja)

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