JPS61218366A - Ac−dc/dc−dcスイツチングモ−ド電源システム - Google Patents

Ac−dc/dc−dcスイツチングモ−ド電源システム

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JPS61218366A
JPS61218366A JP27936085A JP27936085A JPS61218366A JP S61218366 A JPS61218366 A JP S61218366A JP 27936085 A JP27936085 A JP 27936085A JP 27936085 A JP27936085 A JP 27936085A JP S61218366 A JPS61218366 A JP S61218366A
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JP
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voltage
circuit
starting
input
switching
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JP27936085A
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ブライアン・リース
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MODERN POWER KONBAASHIYON Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ACからDCへ、またはDCからDCへスイ
ッチングモードのパワーサプライ(電源)に関しく本明
細書では”SMPS”と略称する)、特に、このような
パワーサプラ1′用のスタートアンプ(始動)回路に関
するものである。
このようなSMPS(スイッチングモード・パワーサプ
ライ)にはコントロール回路が設けられている。このコ
ントロール回路には、例えばエラー増幅器、コンパレー
タ、ドライブステージおよびオーバーボルテージ(過電
圧)トリップならびに他のコンポーネントから成ってお
シ、このようなコントロール回路では通常、少なくとも
1つの直流(DC)低電圧レール(rai7 ;電源)
が必要上なっている。SMPSコントロール回路および
この回路に関連した低電圧DCは、すべての動作モード
において問題なく動作する必要がある。通常の動作モー
ドの他に、他のモードが勿論存在する。例えば、入力電
圧を最初に印加して始動させ、入力電圧が特定の値より
下方に低下し、次に回復した場合に低下させ、システム
でのフェイル(失敗)によって過剰電流がSMPS出力
の1つまたはそれ以上から導出された場合にオーバーロ
ード(過剰負荷)または短絡回路となシ、更に余シにも
高いSMP8出力によってコントロール回路が不作動と
なった場合にオーバーロード保護トリップとなるモード
が存在する。
また、電力をSMP8コントロール回路に供給する一般
的な回路は、入力や出力の特性や大きさによる差に加え
てSMPSの多くの異ったタイプのものに対して応用し
得る必要がある。例えば、入力電圧は直流または交流で
、59Hzから400 Hz より上まである。また、
北米における入力電圧は例えば90VACが最低で、1
30VA cが最大値であシ、他方、ヨーロッパ諸国で
は、180V  ACが最低で、260V  ACが最
大値である。これは勿論、頻繁に変更することができる
更に、このSMPS  では一般に入力と出力との間を
隔離する必要があるので、コントロール回路レール(電
源)を入力側、または出力側、または使用するコントロ
ールの種類に応じて両方にしている。
従来、既知のSMP8  始動回路は種々の不利益をこ
うむっておシ、通常、限られた数の8MP8のタイプの
ものおよびそれらの異ったコントロール回路と共に使用
できるものである。換言すれば、従来のSMPSスター
トアップ回路は限定された条件の下でしか使用すること
ができない欠点があった。
従って本発明の目的は、SMP8(スイッチングモード
・パワーサプライ)用の始動(スタートアップ)回路を
提供することにあシ、この始動回路は種々の動作モード
に対して適切に対処できると共に、種々のタイプの8M
PSに対しても利用可能な回路であることを特徴とする
ものである。
本発明によれば、AC−DCまたはDC−DCスイッチ
ングモード電カシステムにおいて、入力およびこの入力
に接続された一次巻線を有すると共に、少なく共1つの
出力を有する電力トランスと、この−次巻線および入力
に対して直列接続されたスイッチング手段と、開始した
後、このスイッチング手段のスイッチングを制御するコ
ントロール回路と、更に、印加された電圧が最大入力電
圧より低い予じめ決められた値を越えた場合のみ導通ず
る電圧作動型手段を有する開始回路を設け、この電圧作
動現手段を開始入力電圧を受信し得るように接続すると
共に、スイッチング手段に接続することによって、この
手段を以下の状態の下でスイッチオンさせたことを特徴
とする。即ち、電圧作動型手段が開始時の入力電圧の上
昇によって導通させると共に、電圧作動型手段に印加さ
れる電圧が予じめ決められた値に到達するのを回避させ
ることによって、この手段が通常動作用に不作動となる
手段を更に設けたことを特徴とするものである。
本発明の開始回路は、従来の開始回路の欠点を克服出来
ることだけでなく、簡単且つ安価なものである。
また、この開始回路には、電圧作動型手段に接続された
抵抗−コンデンサ手段を設け、これによって電圧作動型
手段に印加される開始電圧により、入力側での開始電圧
の上昇率よりゆっくシの上昇率となるようにしたことを
特徴とするものである〇 更に、不作動手段には、電圧作動型手段に接続されたコ
ンデンサ手段と、このコンデンサ手段ならびにスイッチ
ング手段の電力トランスの一次側間に接続された抵抗手
段を設け、電源が通常の動作を行なってbる時に、コン
デンサ手段が十分に充電維持されて、電圧作動型手段に
印加された電圧が予じめ決められた値を越えないように
できる特徴がある。
この電圧作動型手段に例えばトライアック。
四層ダイオードまたはユニジャンクシヨントランジスタ
を設けることもできる。
このスイッチング手段に、少なくとも1個のトランジス
タを設け、電源に例えばフライバックバイポーラ構成ま
たはハーフまたはフルブリッシハワーFET 構成とす
ることもできる。
以下図画を参照し乍ら本発明を詳述する。
先ず、第1図において、フライバンクバイポーラSMP
S(スイッチングモート拳パワーサフライ)にはACパ
ワーサプライ・ライブライン10およびニュートラルラ
イン12が設けられておシ、これらラインをフィルタ回
路14を経てブリッジ整流器Blに接続する。この整流
器B1には正の電圧出力ライン16および負の電圧出力
ライン18が設けられている0蓄積コンデンサCノ、C
2を正および負のライン16゜18間に接続し、これを
また抵抗R1、R2およびコンデンサC3に接続する。
これらコンデンサc1.c2の接続点をライン20を介
して抵抗R1,R2の接続点に接続する0ライン20を
またジャンパー線J1によってニュートラルライン12
0に接続し、このジャンパー線J1は、AC電圧がll
0V、即ち、北米の場合には使用され、220V、即ち
、西欧の場合には省略されるようになる。
電源トランスT1の一次巻線Pを正の電圧ライン16お
よびバイポーラトランジスタQノのコレクタとの間に接
続し、このトランジスタはフライバックスイッチとして
機能する。抵抗R2とランプコンデンサC3との間の接
続点を抵抗R3,Rdおよび整流器ダイオード電流を介
してトランジスタQ1のコレクタに接続する。
ダイアックDC1を抵抗R3,Raの接続点とトランジ
スタQ1のゲートとの間に接続する。
抵抗R3は低抵抗である。抵抗R5をトランジスタQ1
のゲートおよび負の電圧ライン18間に接続し、抵抗R
6をコンデンサ03間に接続する。トランジスタの順方
向スタートアップ巻線Wにはコントロール回路22に接
続された対向端部が設けられておシ、整流用ダイオード
D2は平滑用コンデンサC4と接続されると共にコント
ロール回路22と並列に接続される0このコントロール
回路の出力信号をコントロールライン24によってトラ
ンジスタQ1のゲートに供給する。
トランスT1によって3つのDC出力26゜28.30
が得られ、各出力にはフライバック二次巻線32,34
.36がそれぞれ設けられ、更に、ダイオード/蓄積コ
ンデンサの組合せD3/C5、D4/C5およびD5/
C7がそれぞれ設けられている。
AC電力がブリッジ整流器B1に供給されて始動状態と
なると、蓄積コンデ:/fcI、C2は急速に充電され
るようになる。実際には、サージリミッタを設けること
もできる。ランプコンデンサC3は抵抗R2によって決
められるようにもっとゆっくり充電されるようになる。
このランプコンデンサC3がダイアックDC10点弧電
圧(約32■)に達するまでは、リーク(漏れ)電流の
みがダイアックDelを通って流れ、スイッチングトラ
ンジスタQ1およびダイオードはカットオフのままとな
る。
従って、この時間中、いかなる電力もDC出力26.2
8.30側に供給されない。
即ち、コントロール回路22に供給されない。
ダイアックD(lが点弧すると、即ち、ランプコンデン
サC3がダイアックDCIが32Vの点弧電圧に達する
と、低抵抗R3のみによって制限される大きな電流がラ
ンプコンデンサC3から導出されるようになる。コント
ロール回路の一部分であるドライブ回路の出力側を見た
インピーダンスはトランジスタQ)のベースエミッタダ
イオードのインピーダンスより大きいものであり、l”
sとんと全てのダイオード電流がベース同調用トランジ
スタQl中を流れると共に、これによってトランスT1
の一次巻線Pを経て流れるようになる。次に順方向巻線
Wによって電流が整流器ダイオードDt−経てコンデン
サC2中に吸み込まれるようになる。トランジスタQ1
の電流ゲインおよび一次巻@Pに対する順方向巻線Wの
所望の巻数比によって大きな充電電流がコンデンサC4
に流れるようになる。出力側2’6.28.30には電
力が与えられ 。この理由は、始動用巻線Wおよび一次
巻線Pに対してフライバック二次巻線′32゜34’ 
、 36の位相のためである。従って、ダイアックDC
1の点弧によってコントロール回路22に電圧が与えら
れ、このような電圧は平滑用コンデンサC4の保持作用
によって保持されるようになる。従って、コントロール
回路22はイネーブル状態となると共にSMPSは電力
供給するようになる。
コントロール回路の出力はコントロールラインを経てダ
イアックDC1から取シ出され、これによってトランジ
スタQ1を0N10FFスイツチング制御すると共に、
このコントロール回路22は巻線Wによって電力供給さ
れる。更に、ダイオードDJおよびコンデンサC3の負
のピーク整流作動のためにダイアックDC1は不作動と
なる0抵抗R4を十分に大きく設定することによって、
以下の条件の下でダイアックの電流を余りにも多く減少
させないようにするO即ち、トランジスタQ1がダイア
ックD’C1の作動によって最初スイッチオンされるが
、これは十分に小さなもので(抵抗R3に応じて)、ト
ランジスタQノのコレクタのスイッチング波形の負のピ
ークの整流された電圧がコンデンサC3に現われるよう
に確保される。
トランジスタQ1のコレクタに現われる最小の正の電圧
はこのトランジスタQのON時間中に発生する飽和電圧
であるので、コンデンサC3およびダイアックDC1間
の電圧は低いままである。このようにしてダイアックD
C,7は不作動となると共に、始動回路はSMPSの通
常の動作中、更に別の動作を行わないようになる。
換言すれば、通常の動作中スイッチング電圧波形は時と
して0ボルト近くの値となる0即ち、トランジスタQ1
のコレクタは時としてOボルト近くになシ、このことは
ダイアックDC1を不作動状態に維持するのに必要なも
のである。
この理由は、ダイオードDIによって低抵抗R、q 、
 Raを介してランプコンデンサC3を完全に不作動に
するからである。
直流出力26.28.30がオーバーロード(過、負荷
)の場合には、ダイオードD2およびコンデンサC4の
ピーク整流作動によってコントロール回11r22/\
のコントロール’t 圧力実質的に変動しないように確
保される。これは、例えDC出力回路中のオーバーロー
ド保護回路によってSMPS  のスイッチング周波数
を十分に低下させたとしても、デユーティサイクルを減
少またはスキップさせてしまう原因となる。
一般に、トランジスタQ1が適当な時間期間の後で完全
にスイッチONする場合には、ダイアックDC7は点弧
しないと共に、出力がオーバーロードの間は、ダイアッ
クDC1の電圧は低いままで保持される。これはコンデ
ンサC3およびダイオードD1よ構成る負のピーク整流
用回路によってダイアックDCIを不作動状態に維持す
るからである。しかし乍ら、DC出力回路26.28ま
たは30が完全に短絡した場合には、デユーティサイク
ルは極端に短かくなシ、ダイアックDC1間の電圧は上
昇するようになる。この理由は、トランジスタQ1のオ
ン時間は極めて短かいものとなシ、これはコンデンサC
3および抵抗R3,R4の時定数と匹敵するようになる
。従って、抵抗R3によってコンデンサC3をダイアッ
クの点弧可能電圧まで充電できるようになる。実際上は
、トランジスタQ1はこのような短絡状態の起っている
間中、完全にオンすることはなく、再びダイアックDC
1を点弧するように作用する。
このような状況の下で、ダイアックDC1は同様に繰返
して点弧するようになる。しかし乍1     ら、こ
のことは問題とならない。その理由鉱、この飽和におけ
るON時間のダイアックを始動期間中のON時間と匹敵
できるように構成されテオシ、この結果、トランスの飽
和を回避できるようになる0ダイアツクDC1によって
短絡した出力回路に極めて僅かな電流が供給されるよう
になる。これはダイアックの導通時間の極めて小さいデ
ユーティサイクルのためであシ、抵抗R2は抵抗R3,
R4と比べて極めて大きなものである。また、オーバー
ロード保護回路によって余分な電流が発生し、デユーテ
ィサイクルを更に短縮するようになる。
ダイアックDCIがこのような状況の下で点弧すること
は勿論、利点がある。その理由は・このことによってコ
ントロール回路22に印加された電圧を維持できるのに
役立つからである。
また、ブリッジ回路B1に電力を供給した時にDC出力
回路26.2B、または30に短絡回路が発生している
場合、適当な電圧がコントロール回路22間に現われS
MPS  のコントロールを補正するようになる。次に
この短絡回路の原因を除去すると、出力は入力をリサイ
クルすることなく回復できるようになる。
電源ライン10.12のAC入力電圧が特定のレベルよ
り低下した場合(この場合、電力供給が停止したυ、入
力のサグ、即ち、消失のために発生する)、蓄積コンデ
ンサc1 、c2間の電圧はコントロール回路22に印
加された電圧が必然的に減少すると共に低下するように
なる0 このことによってコントロール回路22へ印、加される
電圧が更に低下し、従って、トランジスタQのドライブ
電圧も減少するようになる。
この結果、正帰還効果がコントロール回路22からトラ
ンジスタQ1へのドライブ電流が急激に減少し乍ら得ら
れるようになる。結局、8MP8  がOFF  とな
シ、これによって、ドライブ波形のスプリアスによって
生じるあらゆるダメージを防止できるよつになる。
電源を再び投入(ON)とするために、電源ライン10
.12のAC入力電圧はダイアックDC1に対して十分
に高いレベルまで上昇する必要があυ、これによって十
分なレール(電源)電圧がコントロール回路22に供給
されるようになる。この電圧は停止電圧期間より高いも
のである。従って、この始動回路によって固有のヒステ
リシスおよびスナップアクションを適切に処理して、低
下状態中、安全を確保する。
時として、電源出力回路26.28.30によってOま
たは殆んど零に近い電流が供給される。このことはオー
バーボルテージの時に発生するもので、電源8MPSに
おける何かの故障によってこれら出力回路の1つに十分
に高い電圧が発生し、オーバーボルテージ保護回路を作
動させるに十分な高い出力が得られる。また、電源SM
PS  をスタンバイ状態に置れだ場合、即ち、出力電
圧がAC入力電圧を取除かないで意図的に与えられない
場合にはほぼ零出力が得られるようになる。
このような状況の下で、ダイアックDC1は点弧して電
流パルスを極めて小さなデー−ティサイクルでトランジ
スタQ1のペースが与えられる。しかし乍ら、コントロ
ール回路22間に、許容し得るレベルの電圧を維持する
のに十分なエネルギが存在する。このことは、オーバー
ボルテージトリップ回路(これが出力回路に設けられた
場合には)はランチされたままとなシ、電源コントロー
ラに十分な電圧を供給でき、これによってスタンバイ信
号が除去された時のあらゆるスプリアス(不要な)オペ
レーションを回避できる。僅かな電力がDC出力回路2
6゜2E!、30に与えられるが、出力ブリーダ抵抗を
設けることによって、出力電圧が極めて低く保持でき、
これはゼロシステムローディ/り状態としても確保され
る。しかし、これらの低い電圧が受は入れられないなら
ば、DC出力回路26.28.30を出力のディスエー
ブル信号を用いて容易に停止させることができる。
DC出力26.28.30が不作動状態である場合には
、コンデンサcl、c2のローディングにアンバランス
が生じる。これは電源ライン10.12のAC入力電圧
と比較してダイアックDC1の相当程度の点弧電圧によ
って生じるものである。8MP8  が220V  A
C電源システム、即ち、ヨーロッパシステム用にジャン
パーJ1を外してセットされた場合には、これらコンデ
ンサCIおよびC2間に電位差が生じるようになる。こ
の電位差はそれ程大きなものでは無い。さもないとコン
デンサC2の定格電圧を超えてしまう。従って、不作動
モード中において、どの位いの電力をコントロール回路
22に供給できるかの限界値が存在する。
コンデンサC3,抵抗R3,R4,R6,ダイオードD
1およびダイアックDC1は、これら単独で開始機能を
実現出来るのに対して、抵抗R2,R5、)ランジヌタ
Q1.変圧器TI。
ダイオードD2およびコンデンサC4はそれのみでは開
始機能を実現できないが、少なくとも同様に他の機能を
保有するようになる。
第1図に示した他の全てのコンポーネントは開始機能を
全く有しないものである。
第1図用の全体のコンポーネントのリストは以下の通シ
である。
CI QI QI QI r        c5 QI ならびにコントロール回路、フィルタ回路およびブリッ
ジ回路Bノがある。
第2図はFET ハーフブリッジブツシュ/プルSMP
S  付き本発明による開始回路を示す。
開始回路に関する限シにおいては、第1図と第2図の基
本的な差は第2図においては、ダイアックDC1θの一
方の回路をトラン7T2の二次ドライブ回路に直結して
いることである。第1図の抵抗R3に対応する電流制限
抵抗は必要の無いものである。第2図の回路の他の詳細
は当業者にとって容易に理解し得るものである。
第2図の開始回路は、第1図を参照し乍らバイポーラフ
ライバックシステムの開始回路と同様な方法で作動する
。しかし、ダイアックDC1oが点弧した時に、このダ
イアックによってドライブトランスT12の二次側に検
出可能な電圧(約Bv)が発生し、この電圧はFETQ
J2を、ダイアックパルスが消失する前にドライブ回路
122を介して完全にONさせることができる。SMP
S  が付勢された後で、ダイアックDCIOが通、常
の動作中、前述の実施例と同様に不作動となる。ここで
大切なことは、ドライブトランスT12二次電圧のピー
ク値はダイアックDC10の点弧電圧より大きいもので
ないことで、もし、大きくなるとダイアックDC10は
通常のSMPS  動作中、逆方向に点弧してしまうか
らである。
出力がオーバーロードの間、ダイアックDC10は、前
述の実施例に関連して説明したのと同じ理由のために、
デー−ティサイクルが短かくなるので不作動のままとな
る。デー−ティサイクルが極めて短かくなると、または
FETQJ2.QI3がONL損なうと、ダイアックD
C1oは点弧してしまう。ダイアックDC1θの電圧が
点弧電圧に近くなると、ドライブトランスT12の負に
向うパルス(FETQJ、2がコントロール回路122
によってONとなシ、その後OFF  となってしまっ
た直後に発生する)によってダイアックDCIOが点弧
するようになる。ダイアックDC10が、SMPS  
スイッチングサイクル期間の半分以下の期間中にONと
なるので、ダイアックDCIOが上側FETQ13が導
通状態の時に点弧しない。従って、出力回路が短絡の場
合には、ダイアックDC10の点弧によってFET  
が破壊されるようにならず、または、短絡されていない
出力回路間に適当な電圧が現われるようになる。この理
由は、出力回路のインダクタおよびプリーダ抵抗のであ
る。
出力低下状態の下では、第2図の開始回路は第1図の回
路と同様な方法で作動するように々る。さもないと、こ
の開始回路はスナップアクション(8nap acti
on )を行なうようになシ、更に固有のヒステリシス
を有するのでこの出力低下を保償するようになる。また
、出力回路が不作動の期間中、即ち、過電圧トリップま
たはスタンバイ期間中、本例の開始回路は、1つの主要
な差を除いては第1図のものと同様に作動するようにな
る。
第2図の開始回路によって、蓄積コンデンサC1l、C
12のローディング状態に2種類のアンバランスが生じ
てしまう。第1としては、第1図の回路ですでに説明し
たアンバランスと同じものである。即ち、入力電圧と匹
敵できる適当なダイアック点弧電圧による原因である。
この入力電圧は、SMP8  を220vに対してセッ
トすると(即ち、ジャンパ線J1を除去する)、2つの
コンデンサ間における電位差が生じる。
もう1つのアンバランスとしては、ハーフブリッジコン
デンサC1B、C19の接続点かP[l。
れる−次電流によるもので、従って、この電流は抵抗R
13を経て蓄積コンデンサCI!。
C12の接続点から流れるようになる。この電流は、下
側のFET スイッチQ12を点弧するダイアックD 
C7,0によってのみ発生されるので(従って、出力回
路が不作動中は一方向のみである)、このような電流に
よってハーフブリッジコンデンサC1B、C19および
蓄積コンデンサ(,11,CI2間の負荷にアンバラン
スを生じる原因となる。
これら2つのアンバランスは成る程度、互いに打消し合
うが、第2のアンバランスは、ジャンパー線を除去した
場合には、上側の蓄積コンデンサC11に大きな電圧が
発生してしまう。
このことは第1図の回路とは反対のものである。
従って出力回路が不作動の間におけるコントロール回路
の消費電力を制限する必要があシ、上側の蓄積コンデン
サC1lの電圧をコンデンサの定格内に保持させると共
に、コントロール回路122の電圧を十分に高いものと
することができる。
第2図の回路においては、コンデンサCI 3゜抵抗R
14,R16,ダイオードDllおよびダイアックDC
10は単独で開始機能を果すが、抵抗R1,?、)ラン
ジスタQ12.トランスT1ノ、ダイオードD12およ
びコンデンサC14は開始機能のみならず、少なくとも
もう1つの他の機能を果すようになる。
第2図の開始回路を適当な変更を加えて、フルブリッジ
電力FET  8MP8(電源)と協動させることかで
きる。例えば、ダイアックが点弧した時に2つのトラン
ジスタがON、!:なるようにすることができ、これに
はこの目的の為に2つの二次回路を有する密結合させた
ドライブトランスを用いる。
また、本発明の開始回路を従来のレギュレータ゛コン′
<−タ(r@gulator −converter 
)回路、例えば第3図で示した回路に用いることもでき
、ここではバックレギュレータ(buek regul
ator)に固定されたデエーティサイクルコンバータ
に供給するスイングエミッタ(swjnglng em
ltter)が設けられている。レギエレータトランジ
スタQ1のエミッタによってDC入力をスイッチングさ
せている。$4図は、第3図の入力を何如にして再構成
して本発明を容易に実施できるかを表わしている。即ち
、スイッチングトランジスタQ21のエミッタを入力側
に戻すように種々のコンポーネントを再構成することに
よって奥現できる。
一般に市販されているダイアックは、約32Vの点弧電
圧を有するもので、従ってこれは本発明の開始回路で使
用するのに適したもので、これは入力電圧が高い場合、
例えば110vまたは220■の場合に適している。例
えば12Vまたは24Vの通常の入力電圧を有するD 
C/D Cコンバータ用には、10vまたはこれ以下の
点弧電圧を有する四層ダイオードを前述のダイアックの
代シに用いることかできる。例えば、3端子口層ダイオ
ードを、抵抗によってプログラムされた点弧電圧で尚業
者の技術を駆使して作動させることもできる。また、ユ
ニジャンクシlントランジスタを利用できる。
直流入力によって、ブリッジBl、蓄積コンデンサCI
、C2,抵抗R1,R2および電圧選択リンクまたはジ
ャンパー線Jl(第1図)を省略できると共に、例えば
逆極性保護ダイオードおよび/または入力ノイズ阻止コ
ンデンサによって代用することもできる。勿論、このこ
とは第2図の回路にも同様に適用できる0また、本発明
によるダイオードの不作動技術はバイポーラまたはFE
T  テクノロジを用いた殆んどのタイプのSMPS 
 に利用でき、ここでは少なくとも1個のスイッチング
トランジスタは、これのエミッタ、即ちソースを入力側
の進みまたは戻し用に用いると共に、ドライブ回路によ
ってダイアック点弧電流の一部分以上の電流を転流させ
ないようにする。
本発明を利用するために、僅かな追加コンポーネントを
必要とする。この理由は、開始回路のいくつかのコンポ
ーネントがすでに他の機能を果すために存在しているか
らである。通常、開始回路に必要なすべてのコンポーネ
ントを小型化でき、プリント基板上にマウントさせやす
くシ、更に軽量で且つ従来のタイプのものを利用できる
。いずれにしても高電圧コンポーネントは必要とせず、
低電圧用コンポーネントで良いが、負性ピーク整流用ダ
イオードのみ高電圧用にする必要がある。このダイオー
ドは、コンバータのタイプや最大入力電圧によって、数
百ボルトまでピーク定格電圧を有するものである。
開始回路によって大きなトランジェント(転移)電力を
供給できるが(これはコントロール回路間のコンデンサ
を急速に充電させるのに必要なものである)、この場合
の電力消費はSMPS動作のすべてのモード期間中極め
て小さくすることができる。低電圧の制限はダイアック
の点弧電圧レベル、通常は32Vによって設定される0 入力端のみの制限は存在しない。これはパワートランス
の開始用巻線(コントロール回路に電力供給するための
もの)をトランスのどちらの側へ設けられるためである
。SMPSにコントロール回路を入力および出力側の両
側に設け、更に両方のコントロール回路に1つまたはそ
れ以上の電圧レール(電源)を必要とする場合には、2
つまたはそれ以上の開始用巻線を用いて実現できる。こ
のコントロール回路用に1つのみの電圧レール(電源)
が設けられ、これが出力側の場合には、開始用巻線を省
略できると共に、出力用二次巻線をこの目的のために用
いることができる鬼通常、コントロール回路を比較的広
いレンジの電圧で機能し得ように設計できるが、開始用
巻線の2倍の出カニ次巻線を勿論、正しい電圧のものに
する必要がある。
また、本発明の他の利益によれば、 SMPI9がダイ
アックの最初のパルスによって(ダイアックは正常のS
MP8動作となるまで繰返して点弧される)付勢に失敗
した場合に、この開始回路をリサイクルすることができ
る。また、開始回路が一旦開始した場合には、SMPS
の通常の動作中、自動的にこの回路は不作動となる。従
って、開始回路の異なった発振周波数および通常(7)
 SMPSの動作中、8MP8スイッチング回路の異な
った発振周波数によって生じる相互作用またはビート効
果は存在しない。更に、開始回路が一旦不作動になると
、これによってi9MP8によって発生された電気的ま
だは音響的ノイズを発生させることはない。
ダイアックが点弧でき、従ってSMPSを付勢できる入
力電圧をダイアック点弧電圧によって決定される電圧以
上のいずれのレベルに設定できる。このような入力電圧
は開始用コンデンザ間の抵抗値を正しく選択することに
よって簡単に得られる。コントロール回路電圧の大きさ
は、この回路がONした時にスイッチングトランジスタ
が完全に飽和できる状態によって決められる0従って、
入力電圧がSMPSをONするのに必要なレベルより僅
か高い場合に、固有の正帰還動作が得られ、スナップア
クションが得られる。入力電圧が十分低いレベルに低下
した場合には、同様なスナップオフアクションが得られ
る。従って、電力の付勢、減勢および低下状態中安全な
゛SMPS動作が確保され、入力電圧のトランジション
は起らない。
すでに説明したように、SMPSがスナップオン作用す
る入力電圧は、スナップオンするレベルよりかなシ大き
なものである。このようにヒステリシスによってSMP
Sは、付勢された時にサイクルの電圧的破壊性0N10
FFシリーズが発生しなくなる。この理由は有限なライ
ンインピーダンスが存在するからである。このことは、
特に有効なもので、例えばオートトランスを入力側とS
MPSとの間に間挿しfC,場合に有効なものとなる。
I KWの電力レベルにおいてすら、8MP8をスナッ
プオンさせるまで入力電圧をオートトランスを利用して
安全に且つ、ゆっ〈シ上昇させることができた。ON1
0 F F発振は、入力電流が低下した場合にかなシ大
きな入力電圧ドロップが存在しても観察され々かった。
他の変形例は当業者によって容易に創作できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路、第2図は同じく第2
の実施例の回路図、第3図は従来のレギュレータコンパ
−lダの回路図、第4図は本発明の開始回路を第3図の
回路に応用した時の回路図である。 1θ、12,110.112・・・電源ライン、26.
2B、30,126,128,130・・・出力回路、
22,122・・・コントロール回路、Cz、C2,’
C11,C12・・・蓄積コンデンサ、DCI 、DC
IO、、、ダイアック、Ql 、 Ql 2・・・FE
T。 出願人代理人 弁理士  鈴 江 武 彦特許庁長官 
宇 賀 道 部   殿 1.事件の表示 特頓昭60−279360号 2、発明の名称 へ〇−DC/DC−DCスイッチングモード電源システ
ム3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 モダンリ籾−・コンノ々−ジョン0インコーポレーテツ
ド4、代理人 昭和61年2月25日

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力と、この入力に接続された一次巻線と少なく
    とも1つの出力を有する電力トランスと、この一次巻線
    と入力とに直列接続されたスイッチング手段と、このス
    イッチング手段のスイッチングを開始した後で制御する
    コントロール回路と、電圧作動型手段を有する開始回路
    とを具え、この電圧作動型手段は、これに印加された電
    圧が最高入力電圧より低い予じめ決められた値を超えた
    時のみ導通するようにし、前記電圧制御型手段を開始入
    力電圧を受けられるように接続すると共に、前記スイッ
    チング手段に接続することによって、このスイッチング
    手段が、前記電圧作動型手段が開始時の入力電圧の上昇
    によって導通させられた時にスイッチオンするようにし
    、更に、電源の通常の動作中に前記電圧作動型手段に印
    加された電圧が予じめ決められた値に到達しないように
    防止することによって、この作動手段を不作動にする手
    段を設けたことを特徴とするAC−DC/DC−DCス
    イッチングモード電源システム。
  2. (2)前記開始回路に、更に前記電圧作動型手段に接続
    された抵抗−コンデンサ手段を設け、これによってこの
    電圧作動型手段に印加された開始電圧が前記入力におけ
    る開始電圧の上昇率よりゆるやかな上昇率となるように
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のシス
    テム。
  3. (3)前記不作動手段に前記電圧作動型手段に接続され
    たコンデンサ手段と、このコンデンサ手段および前記ス
    イッチング手段の電力トランスの一次側との間に接続さ
    れた抵抗手段を設け、このコンデンサ手段を電源の通常
    動作中、十分に放電維持させて、前記電圧作動型手段へ
    の印加電圧が前記予じめ決められた値を超えないように
    させたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のシ
    ステム。
  4. (4)前記開始回路に更に前記電圧作動型手段に接続さ
    れた抵抗−コンデンサ手段を設け、これによってこの電
    圧作動型手段に印加される開始電圧を前記入力における
    開始電圧の上昇率よりゆるやかな上昇率で上昇するよう
    にし、前記不作動手段に、前記抵抗−コンデンサ手段と
    前記スイッチング手段の電力トランスの一次側との間に
    接続された抵抗手段を設けることによって、電源の通常
    の動作中、前記抵抗−コンデンサ手段のコンデンサ成分
    を十分に放電維持させ、この結果、前記電圧作動型手段
    に印加された電圧が前記予じめ決められた値を超えない
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のシステム。
  5. (5)前記電圧作動型手段に、トライアックを設けたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のシステム。
  6. (6)前記電圧作動型手段に四層ダイオードを設けたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のシステム。
  7. (7)前記電圧作動型手段にユニジヤンクシヨントラン
    ジスタを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のシステム。
  8. (8)前記スイッチング手段に少なくとも1個のトラン
    ジスタを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のシステム。
  9. (9)前記電源にフライバックバイポーラアレンジメン
    トを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のシステム。
  10. (10)前記電源にハーフまたはフル−ブリッジパワー
    FETアレンジメントを設けたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のシステム。
JP27936085A 1984-12-13 1985-12-13 Ac−dc/dc−dcスイツチングモ−ド電源システム Pending JPS61218366A (ja)

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