JPS6029349Y2 - 定電圧電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は定電圧電源装置に関するものである。

近来集積回路の普及に伴って電源装置の小型化が指向さ
れ、その一例としていわゆるスイッチングレギュレータ
が多方面にわたって使用されている。

これは商用電源電圧を２０〜３０Ｋ Ｈｚの高周波パル
スに変換味そのパルス幅制御を行なって直流定電圧出力
を得るもので、トランスを小型化できるなどの長所があ
る。

上記パルス幅制御はトランスの一次側で行なうものと二
次側で行なうものがあるが、複数種類の出力電圧を得よ
うとする場合には、トランスの二次側でパルス幅制御を
行なうことが多い。

本考案はこの二次側制御に関するものであり、その従来
例は以下のようなものであった。

トランスの二次側に生じる高周波パルスを整流し、チョ
ークコイルおよびコンデンサによって平滑化するか、又
は５０％デユーティ電圧を全波整流しリップルを減少さ
せた後スイッチングトランジスタに供給する。

このトランジスタの出力側に平滑回路を設け、上記トラ
ンジスタの開閉を制御するパルスの幅をそρ平滑された
出力電圧に応じて制御するものであった。

これによるとトランジスタの入力側および出力側のそれ
ぞれに平滑回路を必要とし、構成的に煩雑になる。

またスイッチングトランジスタのコレクターエミッタ間
には常時上記平滑された電圧が印加されており、ベース
制御によってトランジスタのスイッチングを行なってい
たため、トランジスタのターンオン及びオフ時に電力損
失が生じ、発熱の原因となるものであった。

そこで本考案は回路構成の簡素化とともに効率の向上を
目的とした定電圧電源装置を提供するものである。

以下本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図においてＡは商用電源、Ｂは整流回路、Ｃ□は平
滑コンデンサ、α℃は２０〜３０ＫＨ２程度の発振器で
ある。

Ｓは第１の変換回路である。Ｔはトランス、Ｄ□はダイ
オードであり、これらによって第２の変換回路を構成す
るものである。

Ｔｒｌはスイッチング回路を構成するトランジスタであ
る。

Ｄ２．Ｄ３はダイオード、Ｌはチョークコイルであり、
これとコンデンサＣ２とにより平滑回路を構成している
。

Ｔｒ２．Ｔｒ３は制御回路を構成するトランジスタ、Ｒ
１・・・Ｒ７は抵抗、Ｃ３は発振防止および積分用のコ
ンデンサ、別はツェナーダイオードである。

つぎに動作について説明する。

商用電源電圧は整流回路Ｂによって整流された後、コン
デンサＣ１によって平滑化され変換回路Ｓに供給される
。

変換回路Ｓは発振器Ｏ３Ｃからの出力パルスによって上
記平滑出力を２０〜３０ＫＨｚの矩形双極性パルスに変
換する。

この矩形双極性パルスはトランスＴに供給され、その二
次側でダイオードＤ１によって整流され、その出力端子
ａには第２図Ａの電圧Ｖの矩形単極性パルスが発生する
。

このパルスは抵稙Ｒ１およびコンデンサＣ３を介してト
ランジスタＴｒ３のベースに供給され、トランジスタＴ
ｒ３がオンになる。

そのためトランジスタＴｒ２がオフになり、そのコレク
タ端子すは第２図Ｂのごとく電圧Ｖになってトランジス
タＴｒ、はオフに保持される。

一方上記矩形単極性パルスは抵抗Ｒ０およびコンデンサ
Ｃ３によって積分されるため、トランジスタＴｒ３のベ
ース電圧が徐々に下降し、そのコレクタ端子Ｃの電圧が
第２図Ｃのごとく上昇していく。

そしてコレクタ端子Ｃが電圧Ｖに達すると、トランジス
タＴｒ２がオンになるとともにトランジスタＴｒ１もオ
ンになる。

したがってトランジスタＴｒ工のコレクタ端子ｄには第
２図りのごとく電圧パルスが発生し、チョークコイルＬ
を介してコンデンサＣ２によって平滑され、出力端子Ｐ
に所望の電圧が生じる。

そして第２図Ａの矩形単極性パルスが停止することによ
ってトランジスタＴｒ１．Ｔｒ２．Ｔｒ３が瞬時にオフ
になる。

そのためこのトランジスタのターンオフ時における電力
損失は非常に小さくなる。

ところで出力端子Ｐに加わる負荷が小さいときには、上
記矩形単極性パルスの非発生時に出力端子Ｐは所望電圧
に保持されており、抵抗Ｒ，，Ｒ７およびツェナダイオ
ード別によってトランジスタＴｒ３のベース端子が一定
電圧に保持されている。

そこで出力端子Ｐに加わる負荷が大きくなってその電圧
が下降すると、トランジスタＴｒ３のベース電圧も下降
する。

そのため上記矩形単極性パルスによってコンデンサＣ３
を介してトランジスタＴｒ３のベース端子に印加される
電圧は軽負荷のときよりも早く下降する。

すなわちトランジスタＴｒ３のコレクタ電圧は、第２図
Ｃの３番目の波形で示すごとく勾配が急峻になり、トラ
ンジスタＴｒ２．Ｔｒ工がオンになる時間が早まる。

したがって端子ｄに生じるパルス幅が広くなり、出力端
子Ｐが所望電圧に回復し定電圧に保持される。

なお上記の実施例ではトランジスタＴｒ工のターンオフ
のタイミングによってパルス幅制御を行なったが、これ
に限らずターンオンのタイミングによってパルス幅制御
を行なうようにしてもよい。

以上詳述したごとく本考案によれば、第２の変換回路か
らの矩形単極性パルスを平滑せす直接スイッチング回路
に供給するようにしたので、回路構成が簡単になり、し
かもスイッチング回路の開閉に伴なう電力損失が少なく
なる。

さらに、外部クロックを使用しないため構成的に簡単で
すむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示した電気回路図、第２図
は動作説明のための電圧波形図である。 Ａ・・・・・・商用電源、Ｂ・・・・・・整流回路、Ｃ
□・・・・・・コンデンサ、Ｓ・・・・・・第１の変換
回路、Ｔ・・・・・・トランス、Ｄ□・・・・・・ダイ
オード、Ｔｒｌ・・・・・・スイッチング回路、Ｃ２・
・・・・・平滑回路、Ｒ１−Ｒ７・・・・・・抵抗、Ｔ
ｒ２゜Ｔｒ３・・・・・・トランジスタ、〃・・・・・
・ツェナーダイオード、Ｃ３・・・・・・コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 商用電源電圧を高周波数の矩形双極性パルスに変換する
   第１の変換回路と、上記矩形双極性パルスを所望電圧の
   矩形単極性パルスに変換する第２の変換回路と、上記矩
   形単極性パルスを受けるスイッチング回路と、このスイ
   ッチング回路の出力側に設けた平滑回路と、上記矩形単
   極性パルスの到来ごとに充電されかつ上記平滑回路の出
   力電圧に応じた勾配で出力が変化する積分回路と、この
   積分回路の出力が設定電圧に達したとき上記スイッチン
   グ回路を動作させる制御回路とからなる定電圧電源装置
   。