JPS63194564A - スイツチング電源回路 - 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〕 本発明は、電子機器の電源装置に用いられるスイッチン
グ電源回路に関する。

〔従来技術とその欠点〕

スイッチング電源Ｏ各複方式のうち、一般にチ１ツバ式
と称される電源回路がある。すなわち、入力直流電圧ｖ
１をスイッチ素子によって周期的に断続することにより
高圧値がほぼｖｌに等しく、低圧値がほぼ苓に等しい／
４ルス波形を発生させる。

てうにこのノ譬ルス波形をインダクタンスとコンデンサ
で構成した平滑回路を通すことにより直流出力を収り出
すものである。

このチ箇ツバ式の電源回路には、ノクルスのスイッチ周
期、すなわち発振周波数が回路内の他の要素とは独立し
た発振回路で決定てれ、安定に保持てれる他励式と、発
振周波数が入力電圧や負荷電流の大１！石、あるいは創
逼の平１回路の定数等の回路全体の要素で決定される自
励式とがある。特性的には他励式の方が安定したものが
得られるが自励式の方も回路が簡単で安価に構成できる
等の長所があり、さかんに利用されている。

第２図は従来の自励チ１ツノ量式スイッチング電源回路
を示すもので、直流入力端子２１に加えられた電圧Ｖｉ
は、スイッチ素子２２によって周期的に断続てれ出力端
子３１に於いてパルス波形となる。このパルス波形信号
はインダクタンス２４及びコンデンサ２５で構成される
ローフ４スフイルタにより平滑化てれ、再び直流となっ
て出力端子２６から負荷へと供給される。この出力電圧
は。

誤差増幅器２７の反転入力端子２８へ帰還てれ、非反転
入力端子２９に接続式れる基準電圧源３０からの電位と
比較ちれる。これによシ、入力電圧の変動にかかわらず
常に一足の出力電圧となる様制御嘔れる。上記誤差増幅
器２７の非反転入力端子２９は、帰還素子３２及び３３
を通したスイッチ素子２２の出力端子３ノに接続される
ことによシ正帰還ループを形成し１発振を持続する様に
構成される。上記帰還菓子３２．３３としては、通常、
抵抗あるいは抵抗とコンデンサとを組み合せたものが用
いられる。なお、ダイオード２３はスイッチ素子２２が
断になっている閾にもインダクタンス２４に電流を流し
続けるための転流グイオードである。

以上の様に自励チ習ツバ式の電源回路は、単純な回路構
成であシながら筒い効率が得られるため。

シリー！レギエレータの置換用等として実用されている
が、次の様な欠点が１）便用上の制限が６った。

スイッチ素子２２のパルス出力端子３１には、はぼ入力
電圧と零との振幅を有する矩形改が発生しておシ、その
振幅は入力電圧Ｖｉに比例して増大する。このノぐルス
電圧は、帰還菓子３２と３３とにより分圧されて誤差増
幅器２７に供給でれるのでるるか、この分圧比は、入力
電圧ｖ１が予定てれる最低入力電圧状態、即ち矩形波の
振幅が最も小さい場合にも、正帰還ループが発振を持続
することのできるＮ１週量が得られる比に決定する必要
かめる。一方、入力電圧ｖ１が大きくなシ矩形波の振幅
が増大すると、誤差増幅器２７への分圧入力も増大する
が、この振幅がめる限度を越えると誤差増幅器２７内部
の増幅素子が飽和やカットオフを発生し、ラッチアップ
を起して発振が不安定になることかある。結果としては
発振周波数の異常なジャンプやノ母ルス波形の分断、コ
イルの異常振動等を発生すると共に、スイッチ素子２２
の損失が増大して加熱し、ついには破滅に至る場合があ
った。また、高い入力電圧Ｖｉに於いて安定な発振を得
る様に帰還素子３２．３３の分圧比を決定すると、今度
は低入力電圧時に帰還量が不足し、発振が停止するとい
う問題が発生する。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、広い入力電圧
範囲にわたって安定した動作が可能になるスイッチング
電源回路を提供することを目的とする。

〔発明の狭点〕

すなわち本発明に係るスイッチング電源回路は。

スイッチ素子からのパルス信号でスイッチング制御回路
に対し正帰還ループを形成する帰還結合手段と、この帰
還結合手段と前記制御回路の帰還入力端子との閾に前記
スイッチ素子からのパルス信号における帰還成分の振幅
を制限するリミッタ回路とを設けて構成したものである
。

〔発明の実施例〕

以下図面により本発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示すもので、同図において、前記第
２図と同様の構成部分については、類似符号を付してそ
の説明を省略する。すなわち、スイッチ素子２のノｆル
ス出力端子１１に接続される帰還素子１２と基準電圧源
１０との間には、さらに２つの帰還素子１３及び１４に
よる直列回路を接続する。この直列帰還素子１３及び１
４には、それぞれ極性を逆にしたダイオード１５．１６
を並列接続する。つまシ、この２つダイオード１５゜１
６によりリミッタ回路を構成する。そして、上記帰２を
菓子Ｊ３及び１４の中間接続点に誤差増幅器７の非反転
入力端子９を接続して構成する。

次に、上記構成のスイッチング電源回路における動作に
ついて説明する。

スイッチ素子２のパルス出力端子１１から帰還素子１２
を通った電圧は、ダイオード１５及び１６で構成された
リミッタ回路によりその振幅を制限され、さらに、帰還
素子１３及び１４によシ分圧されて適当なｗＲｉｔに調
整ぐれる。そして、このＮＩ還量が適量にｐ４に！１．
された電圧が、誤差増幅器７に対し正滞遠ループを形成
する様供給される。

すなわち上記動作を得ることにより、例えば入力電圧■
１が隔＜、スイッチング素子２の出力となる矩形波の振
幅が大きい賜金には、誤に増幅器７の入カイぎ号は過大
な振幅で振られることになシ、増幅器７内部においてラ
ッチアップを発生することなく安定した動作が可能とな
る。また、入力電圧が低い場合には、リミッタの作用が
減殺でれるのみであり、本回路の動作状態は前記第２図
における回路の入力電圧小状態での動作に近似し、上記
リミッタ回路及び帰還素子Ｊ３，７４が機憇上何等悪影
響を及ばずものではない。

なお、上記実施例において、リミッタ回路を構成するダ
イオード１５及び１６は、他の菓子、例えばトランジス
タや放電管で置決することが可能であり、振幅制限効果
の詞贅のため、さらに抵抗を直列に朕続して用いてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明によれば、極めて簡単な回路であ
シながら、且つ広い入力電圧範囲にわたシ安定した製作
が可能なスイッチング電源回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスイッチング電源回路
を示すブロック図、第２図は従来のスイッチング電源回
路を示すブロック図である。 １・・・入力端子、２・・・スイッチ素子、３・・・転
流ダイオード、４・・・インダクタンス、５・・・コン
デンサ、６・・・出力端子、７・・・誤差増幅器、８・
・・反転入力１子、９・・・非反転入力端子、Ｊ　Ｏ−
・・基準電圧源、１１…パルス出力端子、ＪＪ、ＪＪ、
ＪＪ・・・帰還素子、１５．１６・・・ダイオード（リ
ミッタＩｇＩＭ）。 出−人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 手続補正書 １、事件の表示 特願昭６２−０２２５５５号 ２、発明の名称 スイッチング電源回路 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （６８１）八木アンテナ株式会社 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容 （１）明細書の第７頁第７行目に「大きい場合には」と
あるを「大きい場合にも」と訂正する。 （２）明細書の第７頁第８行目に「振られることになり
」とあるを「振られることがなくなり」と訂正する。 （３）明細書の第７頁第１４行目に「機態上」とあるを
「機能上」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スイッチ素子により直流入力電圧を周期的に断続したパ
   ルス波形を得、このパルス波形をフィルタを通すことに
   より平滑化して直流出力電圧を得るスイッチング電源回
   路において、前記入力電圧の変動に応じて前記スイッチ
   素子を制御しパルス波形のデューティ比を変化すること
   で前記出力電圧の一定値安定化を図る制御回路と、前記
   スイッチ素子からのパルス信号で前記制御回路に対し正
   帰還ループを形成する帰還結合手段と、前記結合手段と
   前記制御回路の帰還信号入力端子との間に設けられ前記
   スイッチ素子からのパルス信号における帰還成分の振幅
   を制限するリミッタ回路とを具備したことを特徴とする
   スイッチング電源回路。