JPS5936149Y2 - 安定化電源回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は各種電子機器の電源回路として用いて好適な安
定化電源回路に関し、特に不要輻射の少ない構成とし、
しかも電圧変動率の小さな出力電圧を得る様にしたもの
である。

従来サイリスク制御方式の安定化電源回路としては第１
図に示す如きものが提案されている。

即ち第１図において、１はスイッチング素子を構成スる
ｎｐｎ形トランジスタ２０オン・オフを制御する例えば
水平周期のパルス信号を発生するパルス信号発生器を示
し、このパルス信号発生器１の出力側より出力されるパ
ルス信号をトランジスタ２のペースに供給し、このトラ
ンジスタ２のエミッタを接地し、このトランジスタ２の
コレクタをダンパー用ダイオード３及びコンデンサ４の
並列回路を介して接地すると共に、このトランジスタ２
のコレクタを出カドランス５の１次巻線５、及び起動回
路を構成するコンデンサ６の直列回路を介して接地する
。

又７は電池を示し、この電池７の負極を接地し、この電
池７の正極を抵抗器８及び逆流阻止用ダイオード９の直
列回路を介して出カドランス５の１次巻線５ａ及びコン
デンサ６の互の接続点に接続する。

又出カドランス５の２次巻線５．に得られる信号を整流
回路１００入力端に供給し、この整流回路１０の出力側
より一方の出力端子１１１１及び他方の出力端子１１゜
を導出する。

又出力端子１１ｂは通常接地され、出力端子１１ａに得
られる電圧をパルス幅変調器１２に被検出電圧として供
給し、このパルス幅変調器１２の出力側にこの被検出電
圧の値に応じたパルス幅を有するパルス信号を得、この
パルス幅変調器１２の出力側に得られる被検出電圧の値
に応じたパルス幅を有するパルス信号をパルストランス
１３の１次巻線１３ａに供給する。

又ダイオード１０ａのアノード側よりパルス電圧を得て
パルス幅変調器１２に供給し、パルス幅変調器１２をパ
ルス信号発生器１に同期させて動作させる。

この場合、このパルス幅変調器１２は例えば単安定マル
チバイブレータにて構成され、出カドランス５０２次巻
線５５に得られるパルス信号がトリガ信号として供給さ
れてトリガされ、このパルス幅変調器１２より得られる
パルス信号のパルス幅は、このパルス幅変調器１２に被
検出電圧（電源）として供給される出力電圧の値（これ
により単安定マルチバイブレータの時定数が制御される
）に応じて制御される。

又パルストランス１３０２次巻線１３ｂの一端及び他端
を夫々スイッチング電圧供給回路を構成するサイリスタ
例えばシリコン制御整流素子１４のカソード及びゲート
に接続し、このシリコン制御整流素子１４のアノードを
電池７の正極に接続し、このシリコン制御整流素子１４
のカソードをコイル１５を介して出カドランス５０１次
巻線５ａに設けられた中間タップに接続する。

以下第２図を参照しながら、この第１図安定化電源回路
の動作を説明する。

トランジスタ２はパルス信号発生器１より供給される第
２図Ａに示す如きパルス信号にて制御されてスイッチン
グ動作を始める。

この場合、第２図Ａに示す如きパルス信号のパルス幅τ
の期間トランジスタ２には第２図Ｈの実線ａに示す如き
電流が流れ、又このパルス幅期間がすぎると出カドラン
ス５の１次巻線５ａとコンデンサ４との共振によりトラ
ンジスタ２のコレクタには第２図Ｃの実線ａに示す如き
大きな電圧が発生するのでダイオード３が導通状態とな
ってダイオード３を通して第２図りの実線ａに示す如き
電流が流れる。

このため、出カドランス５０２次巻線５ｂには第２図Ｈ
の実線ａに示す如き電圧が得られるから整流回路１０を
構成する整流用ダイオード１０３には第２図Ｆの実線ａ
に示す如き電流が流れ、出力端子１１ａ及び１１ｂ間に
直流出力電圧を得ることができる。

又ここで、この出力端子１１ａ及び１１ｂ間に得られる
電圧をパルス幅変調器１２の被検出電圧として供給して
いるので、パルストランス１３０２次巻線１３５よりシ
リコン制御整流素子１４のゲート・カソード間には、第
２図Ｇに示す如き出力電圧に応じてその立上がりのタイ
ミングが制御されたパルス信号が供給されてこのシリコ
ン制御整流素子１４が第２図Ｇに示す如き位相関係で導
通し、このシリコン制御整流素子１４を通して第２図Ｈ
に示す如き電流が流れるから、トランジスタ２を流れる
電流は第２図Ｈの破線すに示す如く、第２図Ｈの実線ａ
に示す如き電流に第２図Ｈに示す如きシリコン制御整流
素子１４を流れる電流を加算した電流となる。

従って、コンデンサ４と出カドランス５の１次巻線５ａ
及びコイル１５との共振によりトランジスタ２のコレク
タには第２図Ｃの破線すに示す如き大きな電圧が発生す
るので、ダイオード３を通して第２図りの破線すに示す
如き電流が流れる。

このため、出カドランス５０２次巻線５ｂには第２図Ｈ
の破線すに示す如き電圧が得られるから、整流回路１０
を構成するダイオード１０．には第２図Ｆの破線すに示
す如き電流が流れて、出力端子１１ａ及び１１１間より
シリコン制御整流素子１４が導通する以前より大きな出
力電圧を得ることができる。

従って、斯る第１図に示す安定化電源回路に依ればシリ
コン制御整流素子１４のゲート・カソード間に供給され
る第２図Ｇに示す如きパルス信号の立上がりのタイミン
グは出力電圧の値が所定電圧値より低いときには、出力
電圧値を大きくする様に第２図に示す如きｔ１方向にず
れる様、出力電圧の値が所定電圧値より高いときには、
出力電圧値を小さくする様に第２図に示す如きｔ２方向
にずれる様出力電圧値に応じてパルス幅変調器１２によ
り制御されるので、出力端子１１より所定電圧値の安定
した直流出力電圧を得ることができる。

しかし、この第１図に示す安定化電源回路において、ト
ランジスタ２には第２図Ｈに示す如きピーク電流の大き
な電流が流れて、このトランジスタ２に大きな負担がか
かるという欠点があると共に、ダイオード１０ａには第
２図Ｈに示す如き電圧が印加されると共に、第２図Ｆに
示す如きピーク電流の大きな電流が流れるので不要輻射
が多く出るという欠点があった。

一方、この欠点を解消するため第３図に示す如き安定化
電源回路が提案されている。

第３図において第１図と対応する部分には同一符号を付
して示す。

即ち、第３図においては出カドランス５０２次巻線５ｂ
の一端をコイル１６、整流用ダイオード１０ 及びコン
デンサー７の直列回路を介して、ａ この出カドランス５０２次巻線５ の他端に接続し、こ
のダイオード１０ａ及びコンデンサー７の互の接続点を
平滑回路１８を構成するコイル１８８及びコンデンサー
８ｂの直列回路を介して出カドランス５の２次巻線５．
の他端に接続し、このコイル１８ａ及びコンデンサー８
ｂの互の接続点より一方の出力端子１１ａを導出し、こ
の出カドランス５の２次巻線５．の他端より他方の出力
端子１１ｂを導出する。

この場合、コイル１６及びコンデンサ１７によりパルス
信号発生器１の発振周波数に共振する様な共振回路が構
成されている。

その他は第１図と同様に構成する。

斯る第３図に示す安定化電源回路に依ればこの電源回路
の２次側に配されたコイル１６及びコンデンサ１Ｔより
パルス信号発生器１の発振周波数に共振する様な共振回
路が構成されているので、ダイオード１０ａ及びコンデ
ンサー７の互の接続点には第２図■に示す如きパラボラ
状信号を得ることができ、ダイオード１０ａには第２図
Ｊに示す如き電流が流れる。

従って、第２図■に示す如きパラボラ状信号をコイル１
８ａ及びコンデンサ１８ｂより成る平滑回路１８を介し
て平滑し、出力端子１１ａ及び１１ｂ間に安定した直流
出力電圧を得ることができる。

然しなから斯る第３図に示す安定化電源回路においてダ
イオード１０ には第２図Ｊに示す様にピーク電流の大
きな電流は流れないので不要輻射は少なくできるが、電
源回路の２次側にコイル１６とコンデンサー７と設けて
いるため負荷に流れる電流が変化したときはこれに対す
る追従性が悪く出力端子１１ 及び１１ｂ間に得られる
出力電圧の値が変動するという欠点を持つと共に、部品
数の増加に伴って高価となる欠点があった。

本考案は斯る点に鑑み、出力電圧の変動が小さく、しか
も不要輻射の少ない良好ら安定化電源回路を提案せんと
するものである。

以下、第４図を参照しながら本考案安定化電源回路の一
実施例について説明しよう。

第４図において第１図と幻応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明は省略する。

第４図においてはコンデンサ６の値を例えばｌμＦ程度
に選定し、出カドランス５の１次巻線５ａとこのコンデ
ンサ６とで共振回路を構成し、この共振回路がパルス信
号発生器１の発振周波数に共振する如く構成する。

その他は第１図と同様に構成する。

以下、本考案の動作を第５図を参照しながら説明しよう
。

即ち、パルス信号発生器１より供給される第５図Ａに示
す如きパルス信号にてオン・オフを制御されてトランジ
スタ２はスイッチングを開始する。

この場合、コンデンサ６及び出カドランス５の１次巻線
５ａとでパルス信号発生器１の発振周波数に共振する共
振回路が構成されているから、コンデンサ６０両端には
第５図Ｂに示す如きパラボラ状電圧が発生しており、ト
ランジスタ２には第５図Ｃの実線ａに示す如きピークの
鈍った電流が流れる。

又、このパルス輻期間がすぎるとトランジスタ２のコレ
クタには第５図りの実線ａに示す如き大きな電圧が発生
するのでダイオード３が導通状態となりダイオード３を
通して第５図Ｅの実線ａに示す如きピークの鈍った電流
が流れる。

ところで、コンデンサ６と出カドランス５の１次巻線５
ａとで共振回路が構成され、コンデンサ６０両端にはパ
ラボラ状電圧が発生しているので、出カドランス５の１
次巻線５８０両端には第５図Ｆの実線ａに示す如き逆パ
ラボラ状電圧が生じることになる。

このため、出カドランス５０２次巻線５ｂには第５図Ｇ
の実線ａに示す如きパラボラ状電圧が得られることとな
り、整流回路１０を構成する整流用ダイオード１０ａに
は第２図Ｈの実線ａに示す如きパラボラ状電流が流れる
から出力端子１１ａ及び１１ｂ間に直流出力電圧を得る
ことができる。

又ここで、この出力端子１１．ｌ及び１１ｂ間に得られ
る電圧をパルス幅変調器１２の被検出電圧として供給し
ているので、パルストランス１３０２次巻線１３ａより
シリコン制御整流素子１４のゲート・カソード間には第
５図Ｉに示す如き出力電圧に応じてその立上がりのタイ
ミングが制御されたパルス信号が供給されるから、この
シリコン制御整流素子１４が第５図Ｉに示す如きパルス
信号の立上がりで導通する。

このため、シリコン制御整流素子１４を通して第５図Ｊ
に示す如き電流が流れるからトランジスタ２に流れる電
流は第５図Ｃの実線ａに示す如き電流に第５図Ｊに示す
如きシリコン制御整流素子１４を流れる電流を加算した
ピークの鈍った電流となる。

従って、トランジスタ２のコレクタには第５図りの破線
すに示す如き大きな電圧が発生するのでダイオード３を
通して第５図Ｅの破線すに示す如き電流が流れる。

この場合・ コンデンサ６の両端には第５図Ｂに示す如
きパラボラ状電圧が発生しており、出カドランス５の１
次巻線５ａの両端電圧は第５図Ｆの破ｉｂに示す如き逆
パラボラ状電圧となる。

このため、出カドランス５０２次巻線５ｂには第５図Ｇ
の破線すに示す如きパラボラ状電圧が得られ、整流回路
を構成するダイオード１０ａには第５図Ｈの破線すに示
す如きパラボラ状電流が流れて、出力端子１１１及び１
１ｂ間にシリコン制御整流素子１４が導通する以前より
大きな直流出力電圧を得ることができる。

この様に、斯る第４図においても第１図と同様にシリコ
ン制御整流素子１４のオンを制御するためゲート・カソ
ード間に供給される第５図Ｇに示す如きパルス信号の立
上がりのタイミングは出力電圧の値が所定電圧値より低
いときには出力電圧直を大きくする様に第５図に示す如
きｔ１方向にずれる様、出力電圧の値が所定電圧値より
高いときは出力電圧値を小さくする様に第５図に示す如
きｔ２方向にずれる様出力電圧値に応じてパルス幅変調
器１２に依り制御されるので、出力端子１１１及び１１
ｂ間に所定電圧値の安定した直流出力電圧を得ることが
できる。

しかもトランジスタ２に流れる電流は第５図Ｃに示す如
きピークの鈍った電流であるからそれだけこのトランジ
スタ２の負担を軽減できる。

又斯る本考案に依れば整流回路を構成するダイオード１
０ａを流れる電流は第５図Ｈに示す如く、ピーク値を抑
えたパラボラ状電流であるから不要輻射を少なくできる
。

さらに、第３図に示す安定化電源回路の如く出力側に遅
延回路を構成するコイル及びコンデンサを配していない
から応答性が早く、負荷を流れる電流の変化に伴って出
力電圧が変動するという欠点はなく、又余分な部品を使
用しないので第３図に示す安定化電源回路に比べ安価に
構成できる。

尚、本考案は上述実施例に限らず、本考案の要旨を逸脱
することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は従来の安定化電源回路の例を示す構
成図、第２図はその説明に供する線図、第４図は本考案
安定化電源回路の一実施例を示す構成図、第５図はその
説明に供する線図である。 １はパルス信号発生器、２はトランジスタ、３はダイオ
ード、４及び６は夫々コンデンサ、７は電池、１０は整
流回路、１０ａは整流用ダイオード、１１１及び１１ｂ
は夫々出力端子、１２はパルス幅変調器、１３はパルス
トランス、１４はシリコン制御整流素子、１５はコイル
である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 パルス信号発生器と、該パルス信号発生器よりの出力信
   号により駆動されるスイッチング素子と。 該スイッチング素子の出力信号により駆動される出カド
   ランスと、該出カドランスの出力信号を整流する整流回
   路と、該整流回路の出力電圧に応じたパルス幅変調信号
   を発生するパルス幅変調器と、該パルス幅変調器よりの
   出力信号により制御さへ上記出カドランスの１次巻線と
   並列にスイッチング素子に接続されているコイルを介し
   てスイッチング素子にスイッチング電圧を供給するスイ
   ッチング電圧供給回路とを有し、上記整流回路の出力電
   圧に応じて、該スイッチング電圧供給回路のスイッチン
   グ期間を制御し、上記整流回路の出力側に定電圧を得る
   様になした安定化電源回路において、上記出カドランス
   の１次巻線と、該１次巻線と直列に接続されているコン
   デンサとで上記パルス信号発生器の発振周波数に共振す
   る共振回路を構成し、上記出カドランスの出力信号をパ
   ラボラ状となし、該パラボラ状信号を整流する様になし
   たことを特徴とする安定化電源回路。