JPS6268070A - 多出力電圧逓倍回路 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ この発明は複数個のダイオードとコンデンサとを組合わ
せ、複数個の出力端より異なる電圧、電流を取出し得る
多出力電圧逓倍回路に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 周知のように、複数個のダイオードとコンデンサとから
なる多出力電圧逓倍回路は、一般に内部インピーダンス
が著しく高い。このため、負荷の変動に対して出力電圧
が大幅に変化する欠点を有している。また、この逓倍回
路の中間部より出力電圧を取出す場合、その電圧に与え
る影響は極めて高く、従来の設計法では両者の電圧比率
を一定に保つことは不可能である。したがって、従来の
多出力電圧逓信回路では各出力電圧を安定化することは
不可能であった。

し発明の目的］ この発明は上記事情を考慮してなされたもので、各出力
電圧の負荷による変動を極力押さえることかでき、しか
も各出力電圧比を負荷時あるいは無負荷時を問わず常に
一定することができ、これによって各出力端とも良好な
安定化電圧を得ることができる多出力電圧逓倍回路を提
供することを目的とする。

し発明の概要］ この発明は多出力逓倍回路を構成するコンデンサの容量
を、そのコンデンサが係る出力電流値と、その電流が係
る区間の電圧逓倍数に応じて設計することにより、各出
力電圧の安定化を図ろうとするものである。

［発明の実施例１ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図において、トランス丁の１次巻線ｎ１には交流電
源Ａが接続される。この（・ランスエの２次巻線ｎ２に
は中点タップｍが設（′）られ、トランス２次巻線の両
端子、中点タップは第１乃至第３の交流入力端となる。

尚、第３の入力端であるタップｍは接地される。また、
このタップｍと出力端０との間には整流の向きが同一と
なるように複数個のダイオードＤＩ〜ｆ）１５が直列に
接続される。

すなわち、ダイオードＤ１のアノードがタップｍに接続
され、ダイオードｒ）１５のカソードが出力端０に接続
される。さらに、第１の入力端であるトランスＴの２次
巻線ｎ２の一端部ａ及びダイオードＤ１〜Ｄ１５の所定
の接続点には複数個のコンデンサＣ１〜Ｃ５が接続され
る。すなわち、コンデンサＣＩ　、Ｃ２は２次巻線ｎ２
の一端部及びダイオード０５　、Ｄ６の接続点に接続さ
れる。また、コンデンサＣ３、Ｃ４、Ｃ５は２次巻線ｎ
２の一端部及びダイオードＤ１４．１５の接続点間に直
列接続される。このうち、コンデンサＣ３，Ｃ４の接続
点はダイオードＤ８．Ｄ９の接続点に接続され、コンデ
ンサＣ４、Ｃ５の接続点はダイオードＤ１１゜Ｄ１２の
接続点に接続される。また、ダイオードＤ１のアノード
とダイオードＤ１５のカソード間には出力コンデンサＣ
６〜Ｃ１０が直列接続される。このうち、コンデンサＣ
３，Ｃ４の接続点はダイオードＤ６．Ｄ７の接続点に接
続される。さらに、コンデンサＣ８，Ｃ９の接続点はダ
イオードＤ９゜Ｄｌｏの接続点に接続され、コンデンサ
Ｃ９，Ｃ１０の接続点はダイオード０１２．　Ｄ１３の
接続点に接続される。

一方、第２の入力端であるトランスＴの２次巻線ｎ２の
他端部すとダイオード０１〜Ｄ１５の所定の接続点間に
は複数個のコンデンサＣ１１〜Ｃ１５が接続される。す
なわち、２次巻線ｎ２の他端部すとダイオードＤ４　、
　！’）５の相互間にはコンデンサＣ１１，Ｃ１２が直
列接続される。このコンデンサＣ１１、ＣＩ２の接続点
はダイオード［）１　、　ｌ）２の接続点に接続される
。また、２次巻線ｎ２の他端部すとダイオード［）１３
．　Ｄ１４の接続点相互間にはコンデンサＣＩ３．　Ｃ
１４，Ｃ１５が直列接続される。このうち、コンデンサ
Ｃ１３，Ｃ１４の接続点はダイオード［］７．［）８の
接続点に接続され、コンデンサＣ１４、Ｃ１５の接続点
はダイオードＤ１０．　Ｄｌｌの接続点に接続される。

上記構成において、一般的な説明を行なうため、出力端
Ｏから取出される電流をｉｉ　　［Ａ］、中間部すなわ
ちコンデンサＣ６とＣ７の接続点［）（以下出力端ｐと
する）より取出される電流を１２１’Ａ］、接地部から
出力端ｐまでを構成する回路段数（タップｍと出力端０
間に位置する整流素子相互間に接続された出力コンデン
サを除くコンデンサの数の１／２）をＮ２、出力端ｐか
ら出力端Ｏまでの段数（出力端ｐ、０間のコンデンサの
数）をＮ１、接地部より出力端ｐまでの電圧をＥ２［Ｖ
］、出力端ｐから出力端０までの電圧をＥｌ［■コ、ト
ランスＴの２次電圧をＥＯ［Ｖ］、電源周波数をｆ［Ｈ
ｚ］とする。また、接地部より出力端ｐまでの回路を構
成するコンデンサの容量を、Ｃ２，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ１２
はＣ２［Ｆ］、ＣＩ　　、　　Ｃ１１は２Ｃ２［Ｆ］、
出力端ｐから０までの回路を構成するコンデンサの容量
を、Ｃ５、ＣＢ　、　Ｃ９、ＣＩＯ，Ｃ１５はＣＩ［Ｆ
コ、Ｃ４、Ｃ１４は２ａＣ［Ｆ］、Ｃ３，Ｃ１３は３　
　Ｃ［Ｆ］、！：す６゜今、この回路を全出力電流がゼ
ロ、すなわち無負荷で動作されたとすると、前記Ｅｌ　
、Ｅ２はそれぞれ、 Ｅｌ　＝　２　ｎｌ　ＥＯ・（１） Ｅ２−２　ｎ２　Ｅｏ　　　　　　　　　・１２＋とな
る。ここで、負荷電流を出力端ｐ及び０より取出したと
する。この回路の負荷電流を取出した場合の電圧降下Ｅ
ｄは、一般に Ｅｄ＝（２Σｎ　２−８）　−’−＝−（３）ｆ 但し、ｉ；負荷電流［△］ Ｃ；コンデンサ容量［［コ ｆ；入力電源の周波数［１（ｚコ となることが動作解析及び実験によって確めら１１てい
る。尚、出力コンデンサの容量は負荷電流（こよる電圧
降下に大きな影響を与えないことも確められている。し
たがって、電圧Ｅ１に於ける電圧高かＥｌｄは、 Ｅ１ｄ＝（２Σ　、　２−ａ）、　　　　　、、、（４
１ｌｆ となる。ところが、電圧Ｅ２における電圧降下Ｅ２ｄは
電流１２の電圧降下の他に１１による電圧降下が加算さ
れる。その値は回路解析と実験により、次の式で表わさ
れることがわかった。

以上より負荷時における出力端ｐまでの電圧をＥ２−１
出力端ｐよりＯまでの電圧をＥｌ　′とすると、この電
圧Ｅ１−、　Ｅ２　′はそれぞれ、となる。

ここで、電圧Ｆ１−における電圧降下を補濱すべり、ト
ランスＴの２送電圧ＥＯをＥＯ−に変化させたとすると
、前記（ＩＬ（６）式より、なる関係が得られる。トラ
ンス下の２次電圧をＥＯ′［Ｖ］とした場合、出力端ｐ
の電圧Ｅ１も無負荷時電圧に復帰したとすると、前記（
２）式及び（力式より、 一つ− ２ｎ２Ｅｏ＝２ｎ２Ｅｏ’　−２（Σｎ２ｔ−Ｂ）　ｉ
　Ｉｊ−４２−２ｆ が導かれる。（９）式を整理すると、 となる。

以上より、（１０式を満ｆｆ１ｌするコンデンサに容量
比を用い、出力端０の電圧によって安定化を行なえば、
出力端ｐの電圧も安定化できることがわかる。

第１図において、ａ＝Ｑとした場合、出力端。

より５［ｍＡ］、出力端ｐＪ：す１０　［ｍＡ　］　（
Ｄ’１Ｍｉ　ヲ取出ｔ、　タトｔ　しｉｆ、ｉ　１　＝
５ｘ　１０゛３［Ａ１　。

１２＝１０Ｘ１０°３　［Ａ］、ｎｌ　＝３．ｎ２−２
であるから、Σｎｌ　＝５．Σｎ２−３となり、となる
。例えば、コンデンサＣ１の客層を０．０１［μＦ］と
した場合、すなわち、Ｃ５、Ｃ８。

Ｃ９、ＣＩＯ，Ｃ１５をそれぞれ０．０１　［μＦ］、
Ｃ４、Ｃ９を０．０２［μＦ］　、Ｃ３，ＣＩ３を０゜
０２［μＦ］で構成し、コンデンサＣ２の容量を０．０
２２５　［μＦ］すなわちＣ２，ＣＢ、Ｃ７を０．０２
２５　［μＦ］　、ＣＩ　、Ｃ１１を０．０４５［μＦ
］で構成寸ればよい。このような容量比において、トラ
ンスＴの２送電圧ＥＯ＝１　［ＫＶｌ、周波数ｆ−１０
［ＫＨｚ］でこの回路を動作させた結果、無負荷状態で
の各対地出力電圧は接続点Ｏが１０．０　［ＫＶｌ、出
力端ｐが４．０　［ＫＶｌと観測された。ここで、負荷
を調整して出力端Ｏ及びｐよりそれぞれ５　［ｍＡ］　
、１０　［ｍＡコの電流を取出すようにした結果、出力
端Ｏ及びｐの対地出力電圧はそれぞれ９．０　［ＫＶｌ
、３．５９　［ＫＶｌと計測された。したがって、電圧
Ｅ１は５．４１　［ＫＶｌとなるため、これが６　［Ｋ
Ｖｌになるよう交流電源Ａの出力電圧を調整したところ
、トランスＴの２送電圧ＥＯは１．１１　［ＫＶｌとな
った。このとき、出力端ｐの対地出力電圧を計測したと
ころ、３．９８　［ＫＶｌであった。また、このときの
出力端Ｏの対地出力電圧は９．９８　［ＫＶｌであった
。よって、電圧Ｆ１を安定化することによって、電圧Ｆ
２もほぼ良々Ｙに安定化することができる。

これをａ＝０の場合と比較すると、同一の入力及び負荷
条件で出力端Ｏ及びｐの対地電圧はそれぞｌ’Ｌ７．６
７　［ＫＶコ、３．０７　［ＫＶｌ　となり、これを無
負荷電圧に復元するには入力電圧を１゜３　［ＫＶｌに
する必要があり、実に調整電圧は３倍にもなる。

したがって、上記のように構成した多出力電圧逓倍回路
は、各出力電圧の安定化が実現できると同時に、その安
定化のための入力調整を大幅に軽減することができる。

尚、上記実施例によれば、多出力電圧逓倍回路を構成す
るコンデンサの各画を、１０式に基づいてそのコンデン
サが係る出力電流値と、その電流が係る区間の電圧逓倍
数に応じて設定している。

したがって、終端、すなわち出力端０の電圧を安定化す
れば、中間点、すなわち出力端ｐの電圧も安定化するこ
とができ、複数の出力電圧を安定化し得る利点を有して
いる。

次に、この発明の他の実施例について説明する。

尚、第２図において第１図と同一部分には同一符号を付
す。

第２図においては、コンデンサＣＩ　、Ｃ２の一端部が
それぞれダイオード［）２　、　［１３の接続点及びダ
イオードＤ５　、Ｄ６の接続点に接続され、他端部がト
ランスＴの２次巻線ｎ２の一端部ａに接続される。また
、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の一端部はそれぞれダイオ
ード［）１　、　［）２の接続点及びダイオードＤ４　
、Ｄ５の接続点に接続され、他端部がトランスＴの２次
巻線ｎ２の他端部すにも接続きれる。さらに、コンデン
サＣ６と０７の接続点ｑ（以下出力端ｑと称する）から
は対地出力電圧Ｅ３　　［Ｖ］、出力電流ｉ３　　［Ａ
］なる出力が取出される。

このような構成の場合、出力端Ｏ２ｐに対しては前記と
全く同様に扱えばよく、出力端１）、（１に対してはそ
れぞれの出力電流にＮ１１１を加算したものを新たな出
力電流として同様の操作をすればよい。このように設定
することにより、前述した実施例と同様の効宋を得るこ
とが可能である。

また、この考え方を用いれば、３個以上の出力端を有す
る回路の各出力電圧を安定化することが可能である。

また、前述した実施例では、交流電圧が印加される第１
乃至第３の入力端として、タップを有するトランスの２
次巻線が利用された場合で説明したが、第１乃至第３の
入力端がトランスを介さずに直接交流電源に接続される
構成でもよい。

さらに、この発明の他の実施例について説明する。尚、
第３図において第１図と同一部分には同一符号を付す。

第３図において、Ｇはアース、Ｘ、Ｙ、Ｚは出力端子で
、前記トランスＴの２次巻線ｎ２の中点タップＸは出力
端子Ｘに接続される。また、出力端子Ｚ及びアース０間
には整流の向きが同じになるようにしてダイオードＤ２
１〜［）３１が直列に接続されたダイオード回路１）ｎ
が接続される。つまり、ダイオードｒ）２１のアノード
Ｃが接地され、ダイオードＤ３１のカソードｎが出力端
子Ｚに接続される。

ここで、上記ダイオード回路ＤＯの各ダイオード接続点
をｄ−ｍとする。まず、ｃ−ｆＳｆ−ｉ。

ｉ−０間にはそれぞれコンデンサＣ４１，Ｃ４２，Ｃ４
３が接続される。まＩＣＸｅ−ａ、ｈ−ａ、に−ａ。

ｍ−ａ間にはそれぞれコンデンサＣ３１，Ｃ３２，Ｃ２
１、Ｃ２２が接続される。そして、ｄ−ｂ、Ｑ−ｂｑｊ
−ｂ、９−ｂ間にはそれぞれコンデンサＣ５１゜Ｃ５２
，Ｃ６１，Ｃ６２が接続される。上記接続点ｆ。

ｉはそれぞれ出力端子Ｘ、ｙに接続される。

このような構成の場合、出力端Ｙ、Ｚに対しては前記と
全く同様に扱えばよく、出力端Ｘ、Ｙに対してはそれぞ
れの出力電流にＮ１１１を加算したものを新たな出力電
流として同様の操作をすればよい。このように設定する
ことにより、前述した実施例と同様の効果を得ることが
可能である。

その他、この発明の要旨を変えない範囲で種々変形して
も実施可能であることは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、複数の出力端の
出力電圧比を負荷時あるいは無負荷時を問わずに常に一
定となるようにでき、各出力端とも容易に良好な安定化
出力電圧を１ｑることが可能で、安定化のための調整電
圧幅を軽減もしくは同一の調整電圧幅でより大負荷電流
に対応できる多出力電圧逓倍回路を提供づることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る多出力電圧逓倍回路の一実施例
を示す回路構成図、第２図及び第３図はそれぞれこの発
明に係る他の実施例を示１回路構成図である。 Ｔ・・・トランス、Ａ・・・交流電源、ｎｌ・・・１次
巻線、ｎ２・・・２次巻線、Ｄ１〜Ｄ１５・・・ダイオ
ード、Ｃ１〜Ｃ１５・・・コンデンサ、Ｏ，ｌ）、　ｑ
・・・出力端、ｘ、ｙ、ｚ・・・出力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電圧が印加される第１、第２及び第３の入力端と、
   一端が所定電位点に接続され他端が第１の出力端に接続
   されかつ整流の向きが同一となるように複数の整流素子
   が直列接続された整流手段と、この整流手段の両端間に
   複数個直列接続されると共に各接続点が前記所定の整流
   素子相互間の第１接続点に接続される第１のコンデンサ
   と、この第１のコンデンサ相互の接続点に形成された少
   なくとも１個の第２の出力端と、前記第１及び第２の出
   力端間に位置する整流素子相互間と前記第１及び第２の
   入力端との間に接続された複数の第２のコンデンサと、
   前記第２の出力端とこれより前記第３の入力端方向に形
   成された出力端との間または前記第２の出力端と前記第
   ３の入力端との間に位置する整流素子相互間と前記第１
   及び第２の入力端それぞれとの間に接続された複数の第
   ３のコンデンサとを具備し、第１の出力端に一番近い整
   流素子に接続された第２のコンデンサの容量Ｃ１と第２
   の出力端に一番近い整流素子に接続された第３のコンデ
   ンサの容量Ｃ２とを、 Ｃ１／Ｃ２＝Ｉ１／Ｉ２×Σｎ１＾２＾−＾ａ／Σｎ２
   ＾２＾−＾ａ（０＜ａ）但し、Ｉ１；一方の出力端にお
   ける出力電 流［Ａ］ Ｉ２；両方の出力端における出力電 流の和［Ａ］ ｎ１；第１のコンデンサの数の半分 ｎ２；第２のコンデンサの数の半分 に近似する値に設定することを特徴とする多出力電圧逓
   倍回路。