JPS58388Y2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電源装置詳しくは、直流入力電源と地気が絶縁
され、かつ安定化された直流出力電圧を得るための電源
装置に関する。

一般に、直流入力電源と地気が絶縁された直流入力電圧
餠も直流・直流コンバータは、直流入力電圧をスイッチ
によリパルス電圧に変換し、該パルス電圧を変成器によ
り任意のパルス電圧値に変換して整流、平滑して直流出
力電圧が得られる装置が用いられている。

該直流出力電圧を所望の電圧値に安定化するためには、
該直流出力電圧を基準電圧と比較して該スイッチの開閉
時間比を変える必要がある。

第１図は従来の安定化電源装置を示すものであり、図に
おいて１は発振器、２は積分器、３は比較増幅器、４は
一致回路、５はスイッチトランジスタ、６は直流入力電
源、７は変成器、８，１３は整流器、９．１４はコンデ
ンサ、１５．１６は出力端子、１０は誤差増幅器、１１
は基準電圧源、１２は光結合素子を示す。

しかして直流入力電源６とスイッチトランジスタ５と変
成器７の１次巻線ｎ１が直列に接続され、スイッチトラ
ンジスタ５の導通、遮断により変成器７の２次巻線ｎ２
に生ずるパルス直圧を整流器８で整流し、コンデンサ９
で平滑し、出力端子１５．１６間に直流出力電圧を発生
せしめる。

該直流出力電圧を基準電圧源１１と誤差増幅器１０によ
り比較増幅し、光結合素子１２を介して比較増幅器３の
一方の入力とする。

発振器１の出力は積分器２を介して鋸歯状波形または三
角波形にして比較増幅器３の他方の入力とする。

比較増幅器３の出力は発振器１の出力と一致回路４で一
致（アンド）をとりスイッチトランジスタ５を駆動する
。

直流出力電圧の変動に応じて誤差増幅器１０の出力レベ
ルが変化し、光結合素子１２を介して比較増幅器３の入
力レベルが変化することにより比較増幅器３の出力パル
ス幅が変り、スイッチトランジスタ５の開閉比を変えて
直流出力電圧を一定に保つ。

誤差増幅器１０の動作および光結合素子１２の駆動に必
要な電源は変成器７の３次巻線ｎ３に生ずるパルス電圧
を整流器１３で整流し、コンデンサ１４で平滑して得る
。

その他の発振器１、積分器２、比較増幅器３、一致回路
４の動作に必要な電源は直流入力電源６と同一の地気で
あり、直流人力電源６から直接供給するか、または抵抗
器などで電圧を降下させて供給する。

上記電源供給方法により、電源の起動時には直流入力電
源６の接続により、発振器１から最大の開閉比を有する
信号が一致回路４を介してスイッチトランジスタ５に伝
達され、出力端子１５，１６に基準電圧源１１の電圧と
等しい電圧が発生する時刻まで比較増幅器３の出力は論
理″１”レベルに保たれるか、または発振器１の出力と
同一デユーティ比であることにより起動が可能となる。

以上説明したように、従来の電源装置で入出力電圧間の
地気を分離するため、光結合素子を用いる場合には必ず
誤差増幅器の出力に該光結合素子を挿入し、アナログ信
号を光信号に変換して結合する方法を用いていた。

しかし、光結合素子は周知の如く発光素子の光エネルギ
ーへの変換効率が周囲温度で変化するし、また経時変化
量が大きい。

すなわち、発光素子に印加した電流に対する受光素子の
電流の比である電流伝達比が大きく変化する。

このため、誤差増幅器の入力から光結合素子の出力まで
の等価的な利得が大きく変化し、該利得が増加しすぎる
と出力電圧を安定化している負帰還系の制御特性が不安
定になり異常発振を生ずる欠点がある。

本考案は上記の欠点を改善し、光結合素子の電流伝達比
の変化が負帰還系の利得に影響を与えないように、光結
合素子を用いてパルス信号により地気を分離するよう（
こしたもので、以下図面により本考案を詳細に説明する
。

第２図は本考案の電源装置の実施例を示すもので、図に
おいで１は発振器で、該発振器は一致回路４に接続され
ると共に、光結合素子１７にも接続され、該光結合素子
の出力端子は積分器２に接続され、該積分器の出力端子
は比較増幅器（電圧コンパレータ）３の一方の入力端子
に接続され、該比較増幅器の出力端子は、光結合素子１
８に接続され、該光結合素子の出力端子は一致回路４の
他方の入力端子に接続され、該一致回路の出力端子はト
ランジスタ５のベースに接続され、トランジスタ５のコ
レクタ及びエミッタ間には変成器７の１次巻線ｎ１、直
流入力電源６が直列に接続されている。

変成器１の２次巻線ｎ２の両端には整充器８、コンデン
サ９が接続され、該コンデンサ９の両端は出力端子１５
，１６に接続され、出力端子１５は誤差増幅器１０の一
方の入力端子に接続され、出力端子１６は基準電圧源１
１を介して誤差増幅器１０の他方の入力端子に接続され
、該誤差増幅器の出力側は比較増幅器３の入力端子に接
続される。

変成器７の３次巻線ｎ３の出力電圧は整流されて、比較
増幅器３及び誤差増幅器の駆動電源として用いられる。

しかして本考案の装置が第１図の電源装置と異る点は誤
差増幅器１０の出力が比較増幅器３の入力に直接接続さ
れ、変成器Ｉの３次巻線ｎ３から整流器１３、コンデン
サ１４により作られる電源が誤差増幅器１０と比較増幅
器３に供給され、発振器１と積分器２の間が光結合素子
１７で結合され、比較増幅器３と一致回路４の間が光結
合素子１８で結合されていることである。

この実施例において、まず起動時には発振器１の出力が
一致回路４を介してスイッチトランジスタ５に伝えられ
、発振器１で決められる最大開閉比でスイッチトランジ
スタ５が動作する。

変成器７を介して出力端子１５，１６間に直流出力電圧
が発生し、基準電圧源１１と同一の電圧まで該直流出力
電圧が上昇すると、誤差増幅器１０には直流出力電圧と
基準電圧との差に比例した電圧が発生し、この出力電圧
により比較増幅器３の出力にはスイッチトランジスタ５
の開閉比を小さくする信号が発生して起動が終了する。

上記起動終了の直前までにコンデンサ１４の充電電圧は
所定の電圧まで達していなければならないことは第１図
の場合にも当然必要である。

起動後の動作は第１図の動作と全く同一である。

本考案による電源装置は次のごとき効果を有する。

第一に負帰還系の利得が一定であり制御特性が安定であ
ることである。

すなわち、人出力直圧の地気を絶縁するために用いた光
結合素子１７、光結合素子１８共にパルス信号を伝達し
ており、第１図のようにアナログ信号を伝達していない
。

このため上記利得に影響を与える要因がないことである
。

第二に直流入力電源６から電源を供給される回路または
回路機能が発振器１と一致回路４のみであり、第１図の
場合と比べて消費電力が減少することである。

前述した如く抵抗器を用いて直流入力電源６の電圧を降
下させて上記回路または回路機能に電源を供給すると、
該抵抗器の電力損失が大きくなる。

このため、なるべく多くの回路または回路機能の電源は
、変成器Ｉの３次巻線ｎ３から高い変換効率で供給する
方が電源装置全体の電力損失が減少する。

以上説明したように本考案による電源装置は、入出力電
圧の地気を絶縁するために用いた光結合素子にパルス信
号を伝達させるようにしたため、負帰還系の制御特性が
安定になると同時に、電源装置全体の電力損失を減少で
きるため極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電源装置、第２図は本考案の電源装置の
一実施例である。 １・・・・・・発振器、２・・・・・・積分器、３・・
・・・・比較増幅器、４・・・・・・−数回路、５・・
・・・・スイッチトランジスタ、６・・・・・・直流入
力電源、７・・・・・・変成器、８，１３・・・・・・
整流器、９，１４・・・・・・コンデンサ、１５，１６
・・・・・・出力端子、１０・−・・・・誤差増幅器、
１１・−・・・・基準電圧源、１２，１７，１８・・・
・・・光結合素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 変成器の１次巻線と直流入力電源とスイッチを直列に接
   続し、該スイッチの導通、遮断により該変成器の２次巻
   線に誘起するパルス電圧を整流、平滑して該直売人力電
   源と地気が絶縁された直流出力電圧を得る電源装置にお
   いて、該直流出力電圧を基準電圧と比較、増幅する誤差
   増幅器と、該誤差増幅器の出力と積分器の出力とを比較
   する比較増幅器と、該積分器の人力にパルスを与える発
   振器と、該発振器の出力と該比較増幅器の一致をとり該
   スイッチを駆動する一致回路とを備え、該発振器と該積
   分器の間および前記比較増幅器と該一致回路の間に光結
   合素子を接続したことを特徴とする電源装置。